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  • 栈溢出代码
    2019-05-08 09:47:00
    1. 栈溢出(StackOverflowError)
    2. 堆溢出(OutOfMemoryError:Java heap space)
    3. 永久代溢出(OutOfMemoryError: PermGen space)
    4. 直接内存溢出

    一、堆溢出

    创建对象时如果没有可以分配的堆内存,JVM就会抛出OutOfMemoryError:java heap space异常。堆溢出实例:

    /**
     * 堆溢出
     * 
     * VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
     */
    public class Heap {
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		List<byte[]> list = new ArrayList<>();
    		int i = 0;
    		while (true) {
    			list.add(new byte[5 * 1024 * 1024]);
    			System.out.println("分配次数:" + (++i));
    		}
    	}
    
    }

    二、栈溢出

    栈空间不足时,需要分下面两种情况处理:

    线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError
    虚拟机在扩展栈深度时无法申请到足够的内存空间,将抛出OutOfMemberError
    附:当前大部分的虚拟机栈都是可动态扩展的。

    1、栈空间不足——StackOverflowError实例

    /**
     * 栈溢出
     */
    public class Stack {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		new Stack().test();
    	}
    
    	public void test() {
    		test();
    	}
    
    }
    2、栈空间不足——OutOfMemberError实例 
    单线程情况下,不论是栈帧太大还是虚拟机栈容量太小,都会抛出StackOverflowError,导致单线程情境下模拟栈内存溢出不是很容易,不过通过不断的建立线程倒是可以产生内存溢出异常。
    
    public class StackSOFTest {
     
        int depth = 0;
     
        public void sofMethod(){
            depth ++ ;
            sofMethod();
        }
     
        public static void main(String[] args) {
            StackSOFTest test = null;
            try {
                test = new StackSOFTest();
                test.sofMethod();
            } finally {
                System.out.println("递归次数:"+test.depth);
            }
        }
    }
     
    执行结果:
    递归次数:982
    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
        at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:8)
        at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:9)
        at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:9)
    ……后续堆栈信息省略

    三、永久代溢出

    永久代溢出可以分为两种情况,第一种是常量池溢出,第二种是方法区溢出。

    1、永久代溢出——常量池溢出 
    要模拟常量池溢出,可以使用String对象的intern()方法。如果常量池包含一个此String对象的字符串,就返回代表这个字符串的String对象,否则将String对象包含的字符串添加到常量池中。

    public class ConstantPoolOOMTest {
     
        /**
         * VM Args:-XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            int i=1;
            try {
                while(true){
                    list.add(UUID.randomUUID().toString().intern());
                    i++;
                }
            } finally {
                System.out.println("运行次数:"+i);
            }
        }
    }

    因为在JDK1.7中,当常量池中没有该字符串时,JDK7的intern()方法的实现不再是在常量池中创建与此String内容相同的字符串,而改为在常量池中记录Java Heap中首次出现的该字符串的引用,并返回该引用。 
    简单来说,就是对象实际存储在堆上面,所以,让上面的代码一直执行下去,最终会产生堆内存溢出。 
    下面我将堆内存设置为:-Xms5m -Xmx5m,执行上面的代码,运行结果如下:

    运行次数:58162
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
        at java.lang.Long.toUnsignedString(Unknown Source)
        at java.lang.Long.toHexString(Unknown Source)
        at java.util.UUID.digits(Unknown Source)
     
        at java.util.UUID.toString(Unknown Source)
        at com.ghs.test.ConstantPoolOOMTest.main(ConstantPoolOOMTest.java:18)

    2、永久代溢出——方法区溢出 
    方法区存放Class的相关信息,下面借助CGLib直接操作字节码,生成大量的动态类。

    public class MethodAreaOOMTest {
     
        public static void main(String[] args) {
            int i=0;
            try {
                while(true){
                    Enhancer enhancer = new Enhancer();
                    enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
                    enhancer.setUseCache(false);
                    enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                        @Override
                        public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
                            return proxy.invokeSuper(obj, args);
                        }
                    });
                    enhancer.create();
                    i++;
                }
            } finally{
                System.out.println("运行次数:"+i);
            }
        }
     
        static class OOMObject{
     
        }
    }
     
    运行结果:
     
    运行次数:56
    Exception in thread "main" 
    Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"

    四、直接内存溢出

    DirectMemory可以通过-XX:MaxDirectMemorySize指定,如果不指定,默认与Java堆的最大值(-Xmx指定)一样。 
    NIO会使用到直接内存,你可以通过NIO来模拟,在下面的例子中,跳过NIO,直接使用UnSafe来分配直接内存。

    public class DirectMemoryOOMTest {
     
        /**
         * VM Args:-Xms20m -Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            int i=0;
            try {
                Field field = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
                field.setAccessible(true);
                Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
                while(true){
                    unsafe.allocateMemory(1024*1024);
                    i++;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                System.out.println("分配次数:"+i);
            }
        }
    }
     
    运行结果:
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
        at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
        at com.ghs.test.DirectMemoryOOMTest.main(DirectMemoryOOMTest.java:20)
    分配次数:27953

    总结: 
    栈内存溢出:程序所要求的栈深度过大。 
    堆内存溢出:分清内存泄露还是 内存容量不足。泄露则看对象如何被 GC Root 引用,不足则通过调大-Xms,-Xmx参数。 
    永久代溢出:Class对象未被释放,Class对象占用信息过多,有过多的Class对象。 
    直接内存溢出:系统哪些地方会使用直接内存。

    参考:

    https://blog.csdn.net/u011983531/article/details/63250882

    https://www.cnblogs.com/panxuejun/p/5882424.html

    更多相关内容
  • 一个栈溢出C++示例

    2022-06-05 17:48:40
    本文主要演示、分析、测试函数内变量越界的问题,即栈溢出

    本文主要演示、分析、测试函数内变量越界的问题,即栈溢出。

    问题提出

    很久前在测试某个工程时,发现一直能工作的模块出现了段错误。由于代码复杂,又有其它事耽搁,直到最近才集中时间调试。那个模块是循环vector,在其中计算数据再组装成字符串,最终将所有结果写到文件中。经测试发现,是在某次循环时出错。抽象化后的代码示例如下:

    len = vPath.length();
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        // 处理逻辑
        // 处理逻辑
        // 若干次调用sprintf()组装字符串
        
        // 循环第N次出错
    }
    

    开始以为是处理逻辑部分出错,后发现在某次调用sprintf之后,i的值变得十分大。超过了vector容量,因此造成段错误。

    后来确认,是sprintf组装的缓冲区越界,i的值被覆盖了。因为当时加代码片段时,没有留意缓冲区大小问题,加大容量即可解决问题。

    工程代码

    先给出变量的设计,如下:

        int ret = 0;
        int type = 10;
        int id = 0;
        char buffer[32] = {0};
    

    因为本文就是模拟栈溢出情况,而栈是向下(低地址)增长的,为了让缓冲区buffer溢出覆盖其它变量,因此将其放到最后定义,其大小为32(十六进制为0x20),这样一旦溢出,就会越界波及干扰到rettypeid这几个变量,它们均为int类型,指针大小为4字节。

    完整代码如下:

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    ​
    // 打印buffer的内存数据
    void dump(const char *buffer, int len)
    {
        int i, j, n;
        int line = 16;
        char c;
        unsigned char* buf = (unsigned char *)buffer;    // 必须是unsigned char类型
    ​
        n = len / line;
        if (len % line)
            n++;
    ​
        for (i=0; i<n; i++)
        {
            //printf("0x%08x: ", (unsigned int)(buf+i*line)); // linux ok
            printf("0x%8p: ", buf+i*line); // windows ok
            
            for (j=0; j<line; j++)
            {
                if ((i*line+j) < len)
                    printf("%02x ", buf[i*line+j]);
                else
                    printf("   ");
            }
    ​
            printf(" ");
            for (j=0; j<line && (i*line+j)<len; j++)
            {
                if ((i*line+j) < len)
                {
                    c = buf[i*line+j];
                    printf("%c", c >= ' ' && c < '~' ? c : '.');
                }
                else
                    printf("   ");
            }
    ​
            printf("\n");
        }
    }
    ​
    int main(void)
    {
        int ret = 0;
        int type = 10;
        int id = 0;
        char buffer[32] = {0};
    ​
        //dump(buffer, 48);
        
        for (int i = 0; i < 16; i++)
        {
            printf("---- type: %d id: %d i:%d \n", type, id, i);
            ret += sprintf(buffer+ret, "helloworld type: %d id: %d ", type, id);
            printf("write total len: %d(0x%x)\n", ret, ret);
            printf("++++ type: %d(0x%x) id: %d(0x%x) i: %d(0x%x)\n", type, type, id, id, i, i);
            type ++;
            id ++;
        }
        printf("ptr ret: %p type: %p id: %p\n", &ret, &type, &id);
    ​
        dump((char*)(buffer), 60);
        return 0;
    }
    

    代码比较简单,循环组装字符串再保存到buffer中,注意,buffer的内容是累加的——这正是溢出的根本问题。为了方便观察,同时打印其它变量的值及地址。本文在 x86 平台测试,其为小端模式,因为打印的值需要倒着看。

    测试

    一次测试结果如下:

    ---- type: 10 id: 0 i:0
    write total len: 26(0x1a)
    ++++ type: 10(0xa) id: 0(0x0) i: 0(0x0)
    ---- type: 11 id: 1 i:1
    write total len: 824195711(0x31203a7f)
    ++++ type: 1887007776(0x70797420) id: 1684828783(0x646c726f) i: 1684611121(0x64692031)
    ptr ret: 000000000022FE48 type: 000000000022FE44 id: 000000000022FE40
    0x000000000022FE20: 68 65 6c 6c 6f 77 6f 72 6c 64 20 74 79 70 65 3a  helloworld type:
    0x000000000022FE30: 20 31 30 20 69 64 3a 20 30 20 68 65 6c 6c 6f 77   10 id: 0 hellow
    0x000000000022FE40: 70 72 6c 64 21 74 79 70 7f 3a 20 31 32 20 69 64  prld!typ.: 12 id
    0x000000000022FE50: 3a 20 31 20 00 00 00 00 c7 13 40 00              : 1 ......@.
    

    下面分析执行情况:

    • 循环开始,第一次一切正常。
    • 循环到第二次时,缓冲区溢出,retid变量的值十分大。i亦然,故循环退出,由于代码没有用i作索引,因为没有段错误。

    溢出数值分析如下:

    • buffer地址为0x000000000022FE20,变量id靠近buffer,其地址buffer后的32字节偏移处,为000000000022FE40,接着是type,偏移4字节,地址为000000000022FE44ret地址是000000000022FE48

    • id溢出后的值是1684828783(0x646c726f),观察对应打印的二进制:0x000000000022FE40: 70 72 6c 64 21 74 79 70 7f 3a 20 31 32 20 69 64 prld!typ.: 12 id:。如下:

      0x000000000022FE40: 70 72 6c 64 ...   prld
      

      应该是hello world最后4字节orld,但有乱码。

    • type溢出后的值是1887007776(0x70797420),观察对应打印的二进制:0x000000000022FE40: 70 72 6c 64 21 74 79 70 7f 3a 20 31 32 20 69 64 prld !typ.: 12 id:。

    • ret溢出后的值是824195711(0x31203a7f),观察对应打印的二进制:0x000000000022FE40: 70 72 6c 64 21 74 79 70 7f 3a 20 31 32 20 69 64 prld!typ .: 12 id:。

    综合测试分析情况,那些变量溢出后的数值,基本上就是写到buffer越界后的数据。

    扩展知识

    栈、堆是不同的概念——因此前面提及的仅是栈,理论上栈、堆都有溢出的可能。

    栈溢出一般有2种可能:无限递归,变量或数组定义很大。以linux系统为例,栈的大小为8MiB。可用ulimit -a查看:

    $ ulimit -a
    core file size          (blocks, -c) 0
    data seg size           (kbytes, -d) unlimited
    scheduling priority             (-e) 0
    file size               (blocks, -f) unlimited
    pending signals                 (-i) 253387
    max locked memory       (kbytes, -l) 64
    max memory size         (kbytes, -m) unlimited
    open files                      (-n) 1024
    pipe size            (512 bytes, -p) 8
    POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
    real-time priority              (-r) 0
    stack size              (kbytes, -s) 8192
    cpu time               (seconds, -t) unlimited
    max user processes              (-u) 4096
    virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
    file locks                      (-x) unlimited
    

    其中stack size为8192,即8MiB。另外也能从中知晓文件句柄数量最大为1024(open files字段)。

    文中的“溢出”是指写到buffer数组的内容超过其容量,占用了其它变量的空间。至于其它的溢出情况,就不再深究了。

    小结

    本文出现的问题,主要原因是缓冲区容量不足引起溢出的。幸好不是生产环境的,否则又得急忙救火了,但也给自己提了个醒。编码一定要注意细节,内存的操作,数组的索引,指针的判断,等,都要谨慎。所谓“小心驶得万年船”,作为一名编码工具人,对代码要常怀敬畏之心。

    展开全文
  • 因此,可以使用下面简单的代码实现堆溢出和栈溢出。 public class Test { public void testHeap(){ for(;;){ ArrayList list = new ArrayList (2000); } } int num=1; public void testStack(){ num...

    转自:http://fxlzs2000.iteye.com/blog/1786407

    转自:http://my.oschina.net/sdrkyj/blog/143410

    前言

    primitive type: 基本类型,像int、double就是。
    wrapped type:包装类型,int—>Integer,double—>Decimal
    
    基本类型跟就是不可实例化的,可以直接初始化、赋值、运算。不可调用方法,不可放入容器(要求必须是类实例才行)。
    包装类型就是把基本类型变成一个类实例,一定要new才产生,可以调用方法,可以放入容器。

    首先要搞清楚堆栈里放的什么东西:

    栈存储运行时声明的变量——对象引用(或基础类型, primitive)内存空间,堆分配每一个对象内容(实例)内存空间。

    一个变量可以先后指向多个对象实例;数组、链表等可以存放对多个实例对象内容的引用关系。没有引用关系的对象内容按说被虚拟机回收(recycled,destroy,在C++叫delete,在C叫free)。 栈的实现是先入后出的, 相似的集装箱那种货舱。 堆是随机存放的, 相似于现在的停车场。 记得曾经,有一本游戏的外国书, 说游戏要分配好栈空间和堆空间; 在开始时候分配固定容量的空间, 有不同的自顶向下和从下向上的地址空间分配。

    stackoverflow , 总是在无限递归调用时候可以看见(google也经常有同名网站的结果)。

    堆内存满, 可以通过无限new实现。

    ======================华丽的分隔符================================

    在JAVA中,可以使用关键字new来创建Java对象。例如,

    ArrayList list = new ArrayList();

    实际上,在创建完上面的一个对象后,在JVM中,会把new出来的对象存放在堆内存中,

    同时,在方法栈中存放着对象的引用关系。

    如果想要堆溢出,比较简单,可以循环创建对象或大的对象;

    如果想要栈溢出,可以递归调用方法,这样随着栈深度的增加,JVM 维持着一条长长的方法调用轨迹,

    直到内存不够分配,产生栈溢出。

    因此,可以使用下面简单的代码实现堆溢出和栈溢出。

    复制代码

    public class Test {
    
        public void testHeap(){
            for(;;){
                  ArrayList list = new ArrayList (2000);
              }
        }
        int num=1;
        public void testStack(){
            num++;
            this.testStack();
         }
        
        public static void main(String[] args){
            Test  t  = new Test ();
            t.testHeap();
            t.testStack();   
        }
    }

    复制代码

    另外,Java虚拟机的堆大小如何设置:命令行

     java –Xms128m //JVM占用最小内存

               –Xmx512m //JVM占用最大内存

               –XX:PermSize=64m //最小堆大小

               –XX:MaxPermSize=128m //最大堆大小

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    1.输入11组4321

    buffer[44]

    2.查看MessageBoxA入口地址

    找到VC++6.0安装路径下的Tools里Depends,运行

    拖一个有图形界面的PE文件进去,查看user32.dlll的基地址(0x69E00000)和MessageBoxA的偏移地址(0x000834D0)

    计算出MessageBoxA内存中入口地址(0x69E834D0)

    出现问题:

    MessageBox内存地址查找出错,重找:

    #include<windows.h>

    #include "stdafx.h"

    #pragma comment(lib,"user32.lib")

    int main()

    {

        printf("%08X\n",MessageBox);

    system("pause");

    return 0;

    }

    输出MessageBox函数内存地址

    获取机器码方式:IDA

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栈溢出代码