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Objective-C报”SIGSEGV”异常的原因和解决办法

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SIGSEGV是指段错误（Segmentation Fault），是一种常见的运行时错误，通常在访问非法内存地址时触发。在Objective-C中也可能会出现这种异常，下面我将详细讲解Objective-C报”SIGSEGV”异常的原因和解决办法。

异常原因

在Objective-C中，常见的导致”SIGSEGV”异常的原因有两种：

1. 对象类型错误

当我们试图调用一个空对象或者已经被释放的对象时，就会出现”SIGSEGV”异常。这通常发生在以下情况：

  • 对一个空对象进行调用。
  • 对已经被释放的对象进行调用。
  • 在多个线程同时操作同一个对象时，可能会同时释放一个已经被释放的对象。

2. 访问非法内存

在Objective-C中，我们可以使用指针来访问内存，如果指针指向的内存地址不在当前进程地址空间内，或者指针值为NULL，则访问就会出现问题，导致”SIGSEGV”异常。这种情况通常出现在以下情况：

  • 当使用指针访问已经释放的对象时。
  • 当使用指针访问未分配的内存时。
  • 当使用指针访问不属于当前进程的内存时。

解决办法

1. 对象类型错误

  • 对于空对象进行调用：

在调用对象方法之前，应该先检查该对象是否为空。可以使用条件语句来实现：

if (object != nil) {
    //调用对象方法
}
  • 对已经被释放的对象进行调用：

在多线程中操作同一个对象时，需要注意对象的生命周期。当一个对象被释放之后，访问该对象就会出现问题。可以使用@synchronized来保护共享资源，避免多个线程同时操作同一个已被释放的对象。

@synchronized (myObject) {
    //操作myObject对象
}

2. 访问非法内存

  • 当使用指针访问已经释放的对象时：

在访问对象指针之前，应该先检查该对象是否为空。与上文中相同，可以使用条件语句来实现：

if (object != nil) {
    //访问对象指针
}
  • 当使用指针访问未分配的内存时：

在访问指针指向的内存之前，要先确保内存已经被正确地分配。可以使用以下方法来分配内存：

type *ptr = (type *)malloc(sizeof(type));
  • 当使用指针访问不属于当前进程的内存时：

操作系统会为每个进程分配一块虚拟内存空间，当访问一个不属于当前进程虚拟内存空间的地址时，就会触发”SIGSEGV”异常。

在MacOS或者iOS中，可以使用VM_REGION_BASIC_INFO_64结构体来获取进程的虚拟内存空间范围。然后可以使用mach_vm_read_overwrite()函数来读取指定地址的内容。

mach_msg_type_number_t size = VM_REGION_BASIC_INFO_COUNT_64;
vm_region_basic_info_data_64_t info;
mach_port_t object_task = mach_task_self();
vm_address_t address = (vm_address_t)ptr; //指定指针的地址
vm_region(object_task, &address, &size, VM_REGION_BASIC_INFO, 
          (vm_region_info_t)&info, NULL, NULL);

示例说明

示例1

下面是一个示例，在多线程中同时操作同一个已经被释放的对象，导致”SIGSEGV”异常。

@interface MyObject : NSObject
@property(nonatomic, assign) NSInteger count;
@end

@implementation MyObject
@end

void testThread(MyObject *obj) {
    @synchronized (obj) {
        obj.count++; //对已被释放的对象进行调用
    }
}

MyObject *obj = [[MyObject alloc] init];
obj.count = 0;
NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
                                            selector:@selector(testThread:)
                                              object:obj];
NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
                                            selector:@selector(testThread:)
                                              object:obj];
[thread1 start];
[thread2 start];

//此时，两个线程同时操作同一个已经被释放的对象，会触发"SIGSEGV"异常

解决方法：使用GCD等多线程同步机制来保证线程安全。例如，使用信号量来锁定对象。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    //操作对象
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

示例2

下面是一个示例，在使用指针访问已经释放的对象时，导致”SIGSEGV”异常。

MyObject *obj = [[MyObject alloc] init];
[obj release];
MyObject *anotherObj = obj;
[anotherObj count]; //对已经释放的对象进行调用，导致"SIGSEGV"异常

解决方法：在访问对象指针之前，应该先检查该对象是否为空。

if (obj != nil) {
    //访问对象指针
}
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