跨DLL的内存分配释放问题 Heap corruption

朱雀 2022-05-30 08:24 377阅读 0赞

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这是个很典型的问题，在MSDN上也有描述。问题是这样的：

在一个DLL里面分配内存，然后在DLL的调用者EXE那里释放内存。

当DLL和EXE里面有一个是使用MT连接CRT的时候就有问题。如果DLL和EXE都使用MD，那么就没有问题。

先来看一下问题

直接使用原生指针来传递

在DLL里面创建一个导出函数，如：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestOriginalPointer(int\*\* p) 
2.  \{ 
3.  delete \*p; 
4.  
5.  int\* temp = newint; 
6.   \*temp = 1; 
7.   \*p = temp; 
8.  \}

这段代码的意思就是将传进来的数据先删除，再从新分配一个。

调用者代码：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  // test1
2.  typedefvoid(\*fTest)(int\*\*); 
3.  fTest TestOriginalPointer = (fTest)GetProcAddress(h, "TestOriginalPointer"); 
4.  
5.  int\* p = newint; 
6.  \*p = 0; 
7.  TestOriginalPointer(&p);

这个示例代码在DLL和EXE都是MD连接CRT的时候是没有问题，但是当有一个是MT的时候就crash。看一下调用堆栈

![Center][]

当DLL里面的函数TestOriginalPointer尝试去delete的时候，就crash了。再来看个例子：

创建一个class来传递一段内存

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  class MyWrapper 
2.  \{ 
3.  public: 
4.  explicit MyWrapper(int\* p) : m\_p(p) 
5.   \{\} 
6.  
7.   ~MyWrapper() 
8.   \{ 
9.  if (m\_p) 
10.  \{ 
11. delete m\_p; 
12.  m\_p = nullptr; 
13.  \} 
14.  \} 
15. void ChangeValue(int\* p) 
16.  \{ 
17. if (m\_p) 
18.  \{ 
19. delete m\_p; 
20.  m\_p = p; 
21.  \} 
22.  \} 
23. private: 
24. int\* m\_p; 
25. \};

这个class很简单，构造的时候，把传进来的内存地址保存一下，然后析构的时候释放，另外有一个函数可以用来改变里面的内存。

在DLL里面再创建一个导出函数：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapper(MyWrapper& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  // test2
2.  typedefvoid(\*fTestMyWrapper)(MyWrapper& p); 
3.  fTestMyWrapper TestMyWrapper = (fTestMyWrapper)GetProcAddress(h, "TestMyWrapper"); 
4.  
5.  MyWrapper w(newint); 
6.  TestMyWrapper(w);

这段代码也会crash：

![Center 1][]

看了这两个例子，我们来分析一下根本原因吧。

根本原因

假设DLL是静态link crt (MT)，EXE是动态link （MD）。我画了个示意图。

![Center 2][]

C++的new在windows上面，应该就是用malloc来实现的，malloc是CRT的一个函数。

在第一个例子中，假如EXE分配的内存地址是0x00008952，那么这个地址只有在灰色的那个CRT里面才有效，它指向了一块内存。然后我们在DLL里面想释放，就调用delete，这里问题就来了，DLL里面静态link了CRT， 那么delete的时候就会在DLL里面的CRT的heap里面找地址0x00008952，鬼知道指向哪里，这个时候去delete就会导致不可预测的后果了。所以这个问题的根本原因就是同一个内存地址在不同的CRT里面指向的地方是不一样。  
如果DLL和EXE都是动态link crt，那么就没这个问题了，因为动态link的时候，就只有一个CRT DLL.DLL和EXE都用的是同一个CRT, 所以没问题。但是一旦其中有一个使用了静态link，就出问题了，这个时候就有2个CRT了。每一个静态link crt的DLL或者EXE， 内部都有自己的一份copy。

那么有什么解决方案呢？首先我觉得我们应该尽量避免DLL里面分配,EXE释放，或者反过来。这种代码会有隐患的。但是有些时候不可避免的时候，怎么办呢？办法也是有的。其实我们可以这么想，假设分配和释放是在同一个CRT里面就没有这个问题了。那么我们如何做到这一点呢？malloc，new等函数，我们是不能改变的，但是我们可以考虑给他们包装一层。我们可以使用虚函数。如果我们创建2个虚函数，一个用来分配内存，一个用来释放内存。在对象构造的时候，这个对象的虚表里面就已经指向了创建这个对象的模块里面的CRT的new和delete，那么当我们在DLL里面调用虚函数来释放的时候，系统会为我们找到构造对象时候的释放函数。这样就没有问题了。写代码试试吧。

用虚函数来分配释放内存

将之前的MyWrapper改造一下。其实就是将ChangeValue改成了虚函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  class MyWrapperEx 
2.  \{ 
3.  public: 
4.  explicit MyWrapperEx(int\* p) : m\_p(p) 
5.   \{\} 
6.  
7.  virtual ~MyWrapperEx() 
8.   \{ 
9.  if (m\_p) 
10.  \{ 
11. delete m\_p; 
12.  m\_p = nullptr; 
13.  \} 
14.  \} 
15. virtualvoid ChangeValue(int\* p) 
16.  \{ 
17. if (m\_p) 
18.  \{ 
19. delete m\_p; 
20.  m\_p = p; 
21.  \} 
22.  \} 
23. private: 
24. int\* m\_p; 
25. \};

DLL里面新加一个导出函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapperEx(MyWrapperEx& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  // test3
2.  typedefvoid(\*fTestMyWrapperEx)(MyWrapperEx& p); 
3.   fTestMyWrapperEx TestMyWrapperEx = (fTestMyWrapperEx)GetProcAddress(h, "TestMyWrapperEx"); 
4.  
5.   MyWrapperEx w2(newint); 
6.   TestMyWrapperEx(w2);

这样，当w2被创建的时候，w2的虚表里面指向的是EXE里面的那个虚函数ChangeValue。这样当DLL调用ChangeValue的时候，系统会根据虚表来查找虚函数ChangeValue，显然ChangeValue是EXE里面的那份。这样new和ChangeValue里面的delete就在同一个CRT里面了，就是EXE的那份CRT，所以就没有问题了。看一下call stack就会很清楚了。

![Center 3][]

首先MyTest.exe调用MyDll2.dll的TestMyWrapperEx.然后在TestMyWrapperEx里面，当调用p.ChangeValue的时候，因为ChangeValue是虚函数，所以会通过虚表来查找，这个虚表刚好是MyTest.exe创建的，所以系统找到了MyText.exe里面的那份ChangeValue，这样new和delete就处于同一个CRT了。如果ChangeValue不是虚函数，那么在编译的时候就已经绑定好了，ChangeValue是DLL里面的那一份，这样new和delete就处于不同的CRT了，所以crash。

上面的代码其实有个问题，当TestMyWrapperEx里面调用p.ChangeValue的时候，先释放内存，在存储一个DLL里面new出来的一个内存，这样当对象析构的时候，就会发生问题了。这个对象(w2)是在EXE里面构造的，所以虚表里面的析构函数指的是EXE里面的那一份，那么现在的情况就是ChangeValue的参数指向的内存是DLL分配的，但是释放在EXE里面了，这样就又crash了。其实解决这个问题很简单，在ChangeValue的参数不要直接传个指针，可以传个需要的内存的大小，在ChangeValue内部来分配，这样就没有问题了。

其实我们可以自己创建一个专门的class来管理内存分配和释放。就好象是std::shared\_ptr,如果你阅读std::shared\_ptr的源代码，你会发现std::shared\_ptr内部就是有一个class来处理delete，这个函数就是个虚函数。原理是差不多的。

OK，最后在总结一下，如果我们使用一个虚函数来管理new和delete，那么就可以通过虚表来找到构造对象的那个模块里面的虚函数。这样就可以保证new和delete处于同一个CRT. 好像说起来还是挺简单的，但是实际上想真的搞清楚这个问题，还是得搞自己一步一步去跟一下，这样就会很清楚了。

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这是个很典型的问题，在MSDN上也有描述。问题是这样的：

在一个DLL里面分配内存，然后在DLL的调用者EXE那里释放内存。

当DLL和EXE里面有一个是使用MT连接CRT的时候就有问题。如果DLL和EXE都使用MD，那么就没有问题。

先来看一下问题

直接使用原生指针来传递

在DLL里面创建一个导出函数，如：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestOriginalPointer(int\*\* p) 
2.  \{ 
3.  delete \*p; 
4.  
5.  int\* temp = newint; 
6.   \*temp = 1; 
7.   \*p = temp; 
8.  \}

这段代码的意思就是将传进来的数据先删除，再从新分配一个。

调用者代码：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这个示例代码在DLL和EXE都是MD连接CRT的时候是没有问题，但是当有一个是MT的时候就crash。看一下调用堆栈

![Center][]

当DLL里面的函数TestOriginalPointer尝试去delete的时候，就crash了。再来看个例子：

创建一个class来传递一段内存

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这个class很简单，构造的时候，把传进来的内存地址保存一下，然后析构的时候释放，另外有一个函数可以用来改变里面的内存。

在DLL里面再创建一个导出函数：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapper(MyWrapper& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这段代码也会crash：

![Center 1][]

看了这两个例子，我们来分析一下根本原因吧。

根本原因

假设DLL是静态link crt (MT)，EXE是动态link （MD）。我画了个示意图。

![Center 2][]

C++的new在windows上面，应该就是用malloc来实现的，malloc是CRT的一个函数。

用虚函数来分配释放内存

将之前的MyWrapper改造一下。其实就是将ChangeValue改成了虚函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

DLL里面新加一个导出函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapperEx(MyWrapperEx& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

![Center 3][]

转自：http://blog.csdn.net/zj510/article/details/35290505

*  5191

这是个很典型的问题，在MSDN上也有描述。问题是这样的：

在一个DLL里面分配内存，然后在DLL的调用者EXE那里释放内存。

当DLL和EXE里面有一个是使用MT连接CRT的时候就有问题。如果DLL和EXE都使用MD，那么就没有问题。

先来看一下问题

直接使用原生指针来传递

在DLL里面创建一个导出函数，如：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestOriginalPointer(int\*\* p) 
2.  \{ 
3.  delete \*p; 
4.  
5.  int\* temp = newint; 
6.   \*temp = 1; 
7.   \*p = temp; 
8.  \}

这段代码的意思就是将传进来的数据先删除，再从新分配一个。

调用者代码：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这个示例代码在DLL和EXE都是MD连接CRT的时候是没有问题，但是当有一个是MT的时候就crash。看一下调用堆栈

![Center][]

当DLL里面的函数TestOriginalPointer尝试去delete的时候，就crash了。再来看个例子：

创建一个class来传递一段内存

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这个class很简单，构造的时候，把传进来的内存地址保存一下，然后析构的时候释放，另外有一个函数可以用来改变里面的内存。

在DLL里面再创建一个导出函数：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapper(MyWrapper& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

这段代码也会crash：

![Center 1][]

看了这两个例子，我们来分析一下根本原因吧。

根本原因

假设DLL是静态link crt (MT)，EXE是动态link （MD）。我画了个示意图。

![Center 2][]

C++的new在windows上面，应该就是用malloc来实现的，malloc是CRT的一个函数。

用虚函数来分配释放内存

将之前的MyWrapper改造一下。其实就是将ChangeValue改成了虚函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

DLL里面新加一个导出函数。

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  void TestMyWrapperEx(MyWrapperEx& p) 
2.  \{ 
3.   p.ChangeValue(newint); 
4.  \}

调用：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

![Center 3][]

[view plain]: http://blog.csdn.net/zj510/article/details/35290505#
[Center]: /images/20220530/ea0faabafe2e4982ba808ea613cefaa4.png
[Center 1]: /images/20220530/b9f78c8289fb403aad59b2bb866c1aa4.png
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[Center 3]: /images/20220530/5e8ee966bf6a4b38b6c9d95202f5cbcb.png