Address Sanitizer 的原理和使用

Address Sanitizer的原理

启用Address Sanitizer后，会在APP中增加libclang_rt.asan_ios_dynamic.dylib，它将在运行时加载。

Address Sanitizer替换了malloc和free的实现。当调用malloc函数时，它将分配指定大小的内存A，并将内存A周围的区域标记为”off-limits“。当free方法被调用时，内存A也被标记为”off-limits“，同时内存A被添加到隔离队列，这个操作将导致内存A无法再被重新malloc使用。代码中所有的内存访问操作都被编译器转换为如下形式：

// Before
*address = ...;  // or: ... = *address;

// After
if (IsMarkedAsOffLimits(address)) {
  ReportError(address);
}
*address = ...;  // or: ... = *address;

当访问到被标记为”off-limits“的内存时，Address Sanitizer就会报告异常。

Address Sanitizer能做什么？

Address Sanitizer可以用来检测如下内存使用错误：

• 内存释放后又被使用；
• 内存重复释放；
• 释放未申请的内存；
• 使用栈内存作为函数返回值；
• 使用了超出作用域的栈内存；
• 内存越界访问；

如何开启Address Sanitizer？

在Xcode中操作：

你也可以通过命令行的方式启用Address Sanitizer。

• clang

-fsanitize=address

• swiftc

-sanitize=address

• xcodebuild

-enableAddressSanitizer YES

Address Sanitizer的使用限制

• Address Sanitizer是运行时的能力，代码只有被运行到了才能检测出内存问题，而我们无法保证所有的代码分支和逻辑都能执行到，所以检测并不是全面的。Apple 推荐结合单元测试一起使用。

• Address Sanitizer不能检测内存泄露，访问未初始化的内存或整形溢出。

对性能的影响

开启Address Sanitizer，将使代码执行效率降低2-5倍，内存使用增加2-3倍。可以通过设置-O1优化级别来提高内存利用率。

Address Sanitizer vs Zombie Objects

我们知道Xcode还有一个内存检测工具Zombie Objects。那么他们有什么区别？

开启Zombie Objects后，dealloc将会被hook，被hook后执行dealloc，内存并不会真正释放，系统会修改对象的isa指针，指向_NSZombie_前缀名称的僵尸类，将该对象变为僵尸对象。

僵尸类做的事情比较单一，就是响应所有的方法：抛出异常，打印一条包含消息内容及其接收者的消息，然后终止程序。

由此可见，Zombie Objects是无法检测内存越界的，Address Sanitizer比Zombie Objects有更强大的捕捉内存问题的能力。当然，Address Sanitizer的不足上面也说了，会占用较多的内存资源，对性能影响较大。

address_sanitizer
wwdc2017/406