一、函数介绍

1.1 函数原型

C语言应用程序编程中动态分配内存的函数主要有realloc、malloc、calloc三个函数，其原型如下（都在stdlib.h函数库内）：

void *malloc(size_t size);
void *realloc(void *ptr, unsigned newsize);
void *calloc(size_t numElements, size_t sizeofElement);

它们的返回值都是请求系统分配的地址，如果请求失败就返回NULL。

注意：这里的空间长度都是以字节为单位。

1.2 malloc函数

malloc用于在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域，返回该区域的首地址，参数size为需要内存空间的长度，如：

char *p = NULL;
p = (char *)malloc(20);

1.3 realloc

realloc是给一个已经分配了地址的指针重新分配空间，将ptr内存大小增大到size，参数ptr为原有的空间地址，newsize是重新申请的地址长度，如：

char *p = NULL;
p = (char *)malloc(sizeof(char)*20);
p = (char *)realloc(p, sizeof(char)*40);

1.3 calloc

calloc与malloc相似，用于在内存的动态存储区中分配n块长度为size字节的连续区域，返回首地址，参数sizeofElement为申请地址的单位元素长度，numElements为元素的个数，如：

char *p = NULL;
p = (char *)calloc(20,sizeof(char));

1.4 malloc和calloc的异同：

1. 他们的返回值都是void *类型；
2. malloc和calloc都是从空间内存池中分配内存；
3. malloc返回一个对象，而calloc返回的是一个数组；
4. calloc分配的内存空间中的值默认为0，而malloc分配的内存中可以是任意值。

二、内存常见异常

*** glibc detected *** free(): invalid pointer:
*** glibc detected *** malloc(): memory corruption:
*** glibc detected *** double free or corruption (out): 0x00005c1a ***
*** glibc detected *** corrupted double-linked list: 0x00005c1a ***

当遇到这种报错，程序无端coredump，gdb到core文件里面也看不出个所以然，这对于一个大型的商业系统来说太令人恐怖了，事故随时可能发生。

内存问题始终是C/C++程序员需要去面对的问题，也是C/C++语言门槛较高的原因之一。通常我们会犯的内存问题大概有以下几种：

• 内存重复释放，出现double free()时，通常是由于这种情况所致；
• 内存泄露，分配的内存忘记释放；
• 空指针，对一个空指针进行操作；
• 使用了无效指针；
• 内存越界使用，使用了不该使用的内存；

对于前面三种，不用多说，会产生什么后果应该都很清楚。对于第四种，通常指操作已经释放的指针对象，如：多线程中某一动态分配的对象同时被两个线程使用，一个线程释放了对象，而另一个线程继续对该对象进行操作。

下面重点讲述第五中情况。内存越界使用，这样的错误引起的问题存在极大的不确定性，有时大，有时小，有时可能不会对程序的运行产生影响。正是这种不易重现的错误，才是最致命的，一旦出错破坏性极大。下面列举几个常见造成越界使用的情况。

【例1】：

char buf[32] = {0};
for(int i = 0; i < n; i++)  //n < 32 or n > 32
    buf[i] = x;

【例2】：

char buf[32] = {0};
string str = "this is a test string !!!";
sprintf(buf, "this is a test buf!string:%s", str); // out of buffer space

【例3】：

string str = "this is a test string !!!";
char buf[16] = {0};
strcpy(buf, str);  //out of buffer space

类似的还存在隐患的函数还有：strcat，vsprintf，memcpy，memset，memmove等。

这样的代码一旦运行，错误就在所难免，会带来的后果也不确定，通常可能会造成的后果如下：

• 破坏了堆中的内存分配信息数据，特别是动态分配的内存块的内存信息数据，因为操作系统在分配和释放内存时需要访问该数据，一旦该数据破坏，以下的几种情况都可能会出现：

*** glibc detected *** free(): invalid pointer:
*** glibc detected *** malloc(): memory corruption:
*** glibc detected *** double free or corruption (out): 0x00005c1a ***
*** glibc detected *** corrupted double-linked list: 0x00005c1a ***

• 破坏了程序自己的其他对象的内存空间，这种破坏会影响程序执行的不正确性，当然也会诱发coredump，如破坏了指针数据。
• 破坏了空闲内存块，很荣幸，这样不会产生什么问题，但谁知道什么时候不幸会降临呢？

而通常，代码错误被激发也是偶然的，也就是说之前你的程序一直正常，可能由于你为类增加了两个成员变量，或者改变了某一部分代码，coredump就频繁发生，而你增加的代码不会有任何问题，这时就应该考虑是否是某些内存被破坏了。

排查的原则，首先是保证能重现错误，根据错误估计可能的环节，逐步裁剪代码，缩小排查空间。检查所有的内存操作函数，检查内存越界的可能。常用的内存操作函数有：

sprintf snprintf
vsprintf vsnprintf
strcpy strncpy strcat
memcpy memmove memset bcopy

同时，如果有用到自己编写的动态库的情况，要确保动态库的编译与程序编译的环境一致。

最后，在别处看到如下实例的用法：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int *p1 = (int *)malloc(0);
    int *p2 = (int *)realloc(p1, 10*sizeof(int));
    int *p3 = (int *)realloc(NULL, 10*sizeof(int));

    printf("malloc(0) return :%p\n", p1);
    printf("realloc(p1, 10*sizeof(int)) return :%p\n", p2);
    printf("realloc(NULL, 10*sizeof(int)) return :%p\n", p3);

    return 0;
}

其输出为：

malloc(0) return :0x1b01010
realloc(p1, 10*sizeof(int)) return :0x1b01010
realloc(NULL, 10*sizeof(int)) return :0x1b01040

留着将来有空再研究一下。