Unable to read memory? C++内存怎么不安全的

背景：周三同事跟我说在客户现场发生一件很奇怪的事情，我们的程序（C#）在执行调用客户C++代码模块之后，只要循环调用100次，程序必然崩溃，而且无法try-catch异常，Event Log也没什么有效的提示。这个C++方法功能也很简单：就是C#传入一组数据，C++计算，然后返回结果。C++程序之前被其他语言调用过，从未出现过问题。

一开始我没太在意，只是建议检查一下传入/传出参数，和内存释放相关代码应该就可以解决，再不然就添加异常捕获代码，看下真正异常是什么。

第二天（周四），比往常早出门，还想着应该是第一个到公司，谁知刚进门就看到昨天问问题的同事已然在座位上，过去一问，问题还是没有解决。

努力过的方向：

由于不是每次都会出现异常，所以添加了log，记录每次执行步骤，然后用于判断出现异常代码行。失败：因为每次异常位置都不一样
尝试更改 DllImport 参数。失败，异常依然有
尝试使用 HandleProcessCorruptedStateExceptionsAttribute 捕获异常，期待异常信息能给一点提示。失败：并没什么异常信息

C# 代码：

csharp 复制代码

// 输入：input_1，input_2
// 输出：output/err_1/err_2
[DllImport("C_plus_plus.dll", EntryPoint = "2a64cf1c-a94c-43b0-942d-870fa679bfe7")]
public extern static byte Calc_By_C_plus_plus(IntPtr output, IntPtr err_1, IntPtr err_2, IntPtr input_1, IntPtr input_2);    

// 调用
var gc_output = GCHandle.Alloc(new double[10], GCHandleType.Pinned);
var output_ptr = gc_output.AddrOfPinnedObject();     
// 输出数组，长度==1?? 
var gc_err_1 = GCHandle.Alloc(new double[1], GCHandleType.Pinned);
var err_1_ptr = gc_err_1.AddrOfPinnedObject();  
var gc_err_2 = GCHandle.Alloc(new double[1], GCHandleType.Pinned);
var err_2_ptr = gc_err_2.AddrOfPinnedObject();  
// ...
var gc_input_1 = GCHandle.Alloc(input_1, GCHandleType.Pinned);
var input_1_ptr = gc_output.AddrOfPinnedObject();  
try
{
 int result = Calc_By_C_plus_plus(output_ptr, err_1_ptr, err_2_ptr, input_1_ptr, input_1_p);
 var s_1_o = new int[10]
 for (int i = 0; i < 10; i++)
 {
  s_1_o[i] = Marshal.ReadInt32(step_1_out_ptr, 4 * i);
 }
}
finally
{
 gc_output.Free();
 gc_err_1.Free();
 gc_err_2.Free();
 // ...
 gc_input_1.Free();
}

C++Header

C++ 复制代码

CALC_API signed char Calc_Step_1(int *ouput, double *err1, double *err2, double *input_1, double *input_2);

C#代码看上去并没什么问题，输入两个double类型数组（input_1，intput_2），计算之后返回一个 int数组（output）和两个double类型数组（err_1，err_2），看到输出err数组长度都是1，感觉比较奇怪，但客户说其他语言调用就是这么定义的没什么问题。只能写个Cnosole程序Debug一下了。

Console程序运行起来之后执行一次调用，没出现异常，计算结果也正确。于是添加for 100次循环，直接运行，竟然出现了 IndexOutOfRangeException！

怀疑是内存释放问题，但是 IntPtr没办法提供更多内存信息。于是改了一下 C# 代码，使用数组直接传参

csharp 复制代码

// [In]/[Out]
[DllImport("C_plus_plus.dll", EntryPoint = "2a64cf1c-a94c-43b0-942d-870fa679bfe7")]
public extern static int Calc_By_C_plus_plus([Out] int[] result, [Out] double[] err_1, [Out] double[] err_2, [In] double[] src_1, [In] double[] src_2)       
       
 // 调用
 public static int Calc(int[] output, double[] input_1, double[] input_2)
 {
     var calc_output = new int[10];
     var err1 = new double[1];
     var err2 = new double[1];

     var result = Calc_By_C_plus_plus(calc_output, err1, err2, input_1, input_2);
     Array.Copy(step1out, step_1_out, step_1_out.Length);
     return result;
 }

这次异常信息变成了：ExecutionEngineException，多次执行，每次出现的位置都不一样，奇了怪了，更奇怪的是异常还会出现在数组定义的地方，肯定是内存问题没错了!

开始单步调试，发现执行C++代码之后，鼠标移到 err2 数组时竟然没法预览，添加到 watch 窗口之后在 value 列显示 'Unable to read memory'

开始有点意思了，为什么是 err2，而不是其他变量呢，再次检查代码，发现输入数组（input_1，input_2）,输出数组（output）的长度（Array.Length）都是10，而 err1/err2 数组长度却是 1，难道是传入数组 err1 数组长度不够，C++代码写到 err2 数组里面了，导致 err2 数组没法读取？

将 err1/err2 数组长度改为10，单步调试。果然，这次 err2 可以正常读取，之前判断是对的！对C++内存不安全有了切身的体会。

将循环次数改为一百万次，五分钟之后程序正常结束，问题就此解决！

本文使用 markdown.com.cn 排版