如何防止和/或处理 StackOverflow 异常？

发生堆栈溢出是因为堆栈上的数据超过了某个限制(以字节为单位)。这种检测工作原理的详细信息可以在 给你中找到。

我想知道是否有一种通用的方法来跟踪 StackOverflow 异常。换句话说，假设在我的代码中有无限递归，但是我不知道在哪里。我想通过一些方法来跟踪它，这比遍历所有地方的代码更容易，直到我看到它发生。我不管它有多黑客。

正如我在链接中提到的，检测来自静态程序分析的堆栈溢出需要解决停机问题，即 无法确定。现在，我们已经建立了 没有什么灵丹妙药，我可以向你展示一些技巧，我认为有助于跟踪问题。

我认为这个问题可以用不同的方式来解释，因为我有点无聊: ——) ，我将把它分解成不同的变体。

在测试环境中检测堆栈溢出

基本上，这里的问题是您有一个(有限的)测试环境，并希望在一个(扩展的)生产环境中检测堆栈溢出。

我没有检测 SO 本身，而是利用可以设置堆栈深度的事实来解决这个问题。调试器将为您提供所需的所有信息。大多数语言允许指定堆栈大小或最大递归深度。

基本上，我试图通过尽可能小的堆栈深度来强制一个 SO。如果它没有溢出，我总是可以为生产环境使它变大(= 在这种情况下: 更安全)。一旦出现堆栈溢出，您就可以手动决定它是否是“有效的”堆栈溢出。

为此，将堆栈大小(在我们的示例中是一个小值)传递给 Thread 参数，然后看看会发生什么。中的默认堆栈大小。NET 是1MB，我们将使用一个更小的值:

class StackOverflowDetector
{
static int Recur()
{
int variable = 1;
return variable + Recur();
}


static void Start()
{
int depth = 1 + Recur();
}


static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(Start, 1);
t.Start();
t.Join();
Console.WriteLine();
Console.ReadLine();
}
}

注意: 我们也将使用下面的代码。

一旦它溢出，您可以将其设置为更大的值，直到得到一个有意义的 SO。

在您之前创建异常

StackOverflowException是不可捕捉的。这意味着当它发生时，你能做的不多。因此，如果您认为代码中一定会出现错误，那么在某些情况下可以自己制造异常。您唯一需要的是当前堆栈深度; 不需要计数器，您可以使用。网址:

class StackOverflowDetector
{
static void CheckStackDepth()
{
if (new StackTrace().FrameCount > 10) // some arbitrary limit
{
throw new StackOverflowException("Bad thread.");
}
}


static int Recur()
{
CheckStackDepth();
int variable = 1;
return variable + Recur();
}


static void Main(string[] args)
{
try
{
int depth = 1 + Recur();
}
catch (ThreadAbortException e)
{
Console.WriteLine("We've been a {0}", e.ExceptionState);
}
Console.WriteLine();
Console.ReadLine();
}
}

请注意，如果您正在处理使用回调机制的第三方组件，那么这种方法也可以工作。唯一需要的是您可以在堆栈跟踪中拦截 一些调用。

在单独的线程中进行检测

你明确地提出了这个建议，所以这个建议是这样的。

您可以尝试在单独的线程中检测 SO。.但可能对你没什么好处。甚至在得到上下文切换之前，堆栈溢出就可能发生 很快。这意味着这种机制根本不可靠... ... 我不建议你真的用它。但是构建起来很有趣，所以这里是代码: -)

class StackOverflowDetector
{
static int Recur()
{
Thread.Sleep(1); // simulate that we're actually doing something :-)
int variable = 1;
return variable + Recur();
}


static void Start()
{
try
{
int depth = 1 + Recur();
}
catch (ThreadAbortException e)
{
Console.WriteLine("We've been a {0}", e.ExceptionState);
}
}


static void Main(string[] args)
{
// Prepare the execution thread
Thread t = new Thread(Start);
t.Priority = ThreadPriority.Lowest;


// Create the watch thread
Thread watcher = new Thread(Watcher);
watcher.Priority = ThreadPriority.Highest;
watcher.Start(t);


// Start the execution thread
t.Start();
t.Join();


watcher.Abort();
Console.WriteLine();
Console.ReadLine();
}


private static void Watcher(object o)
{
Thread towatch = (Thread)o;


while (true)
{
if (towatch.ThreadState == System.Threading.ThreadState.Running)
{
towatch.Suspend();
var frames = new System.Diagnostics.StackTrace(towatch, false);
if (frames.FrameCount > 20)
{
towatch.Resume();
towatch.Abort("Bad bad thread!");
}
else
{
towatch.Resume();
}
}
}
}
}

在调试器中运行这个命令，并对所发生的事情感到高兴。

使用堆栈溢出的特性

对您的问题的另一种解释是: “可能导致堆栈溢出异常的代码片段在哪里?”.显然，这个问题的答案是: 所有代码都是递归的。对于每段代码，您可以进行一些手动分析。

也可以用静态程序分析来确定。要做到这一点，您需要反编译所有方法，并确定它们是否包含无限递归。这里有一些代码可以帮你做到这一点:

// A simple decompiler that extracts all method tokens (that is: call, callvirt, newobj in IL)
internal class Decompiler
{
private Decompiler() { }


static Decompiler()
{
singleByteOpcodes = new OpCode[0x100];
multiByteOpcodes = new OpCode[0x100];
FieldInfo[] infoArray1 = typeof(OpCodes).GetFields();
for (int num1 = 0; num1 < infoArray1.Length; num1++)
{
FieldInfo info1 = infoArray1[num1];
if (info1.FieldType == typeof(OpCode))
{
OpCode code1 = (OpCode)info1.GetValue(null);
ushort num2 = (ushort)code1.Value;
if (num2 < 0x100)
{
singleByteOpcodes[(int)num2] = code1;
}
else
{
if ((num2 & 0xff00) != 0xfe00)
{
throw new Exception("Invalid opcode: " + num2.ToString());
}
multiByteOpcodes[num2 & 0xff] = code1;
}
}
}
}


private static OpCode[] singleByteOpcodes;
private static OpCode[] multiByteOpcodes;


public static MethodBase[] Decompile(MethodBase mi, byte[] ildata)
{
HashSet<MethodBase> result = new HashSet<MethodBase>();


Module module = mi.Module;


int position = 0;
while (position < ildata.Length)
{
OpCode code = OpCodes.Nop;


ushort b = ildata[position++];
if (b != 0xfe)
{
code = singleByteOpcodes[b];
}
else
{
b = ildata[position++];
code = multiByteOpcodes[b];
b |= (ushort)(0xfe00);
}


switch (code.OperandType)
{
case OperandType.InlineNone:
break;
case OperandType.ShortInlineBrTarget:
case OperandType.ShortInlineI:
case OperandType.ShortInlineVar:
position += 1;
break;
case OperandType.InlineVar:
position += 2;
break;
case OperandType.InlineBrTarget:
case OperandType.InlineField:
case OperandType.InlineI:
case OperandType.InlineSig:
case OperandType.InlineString:
case OperandType.InlineTok:
case OperandType.InlineType:
case OperandType.ShortInlineR:
position += 4;
break;
case OperandType.InlineR:
case OperandType.InlineI8:
position += 8;
break;
case OperandType.InlineSwitch:
int count = BitConverter.ToInt32(ildata, position);
position += count * 4 + 4;
break;


case OperandType.InlineMethod:
int methodId = BitConverter.ToInt32(ildata, position);
position += 4;
try
{
if (mi is ConstructorInfo)
{
result.Add((MethodBase)module.ResolveMember(methodId, mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), Type.EmptyTypes));
}
else
{
result.Add((MethodBase)module.ResolveMember(methodId, mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), mi.GetGenericArguments()));
}
}
catch { }
break;
                



default:
throw new Exception("Unknown instruction operand; cannot continue. Operand type: " + code.OperandType);
}
}
return result.ToArray();
}
}


class StackOverflowDetector
{
// This method will be found:
static int Recur()
{
CheckStackDepth();
int variable = 1;
return variable + Recur();
}


static void Main(string[] args)
{
RecursionDetector();
Console.WriteLine();
Console.ReadLine();
}


static void RecursionDetector()
{
// First decompile all methods in the assembly:
Dictionary<MethodBase, MethodBase[]> calling = new Dictionary<MethodBase, MethodBase[]>();
var assembly = typeof(StackOverflowDetector).Assembly;


foreach (var type in assembly.GetTypes())
{
foreach (var member in type.GetMembers(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Static | BindingFlags.Instance).OfType<MethodBase>())
{
var body = member.GetMethodBody();
if (body!=null)
{
var bytes = body.GetILAsByteArray();
if (bytes != null)
{
// Store all the calls of this method:
var calls = Decompiler.Decompile(member, bytes);
calling[member] = calls;
}
}
}
}


// Check every method:
foreach (var method in calling.Keys)
{
// If method A -> ... -> method A, we have a possible infinite recursion
CheckRecursion(method, calling, new HashSet<MethodBase>());
}
}

现在，方法循环包含递归这一事实并不能保证会发生堆栈溢出——它只是堆栈溢出异常最可能的前提条件。简而言之，这意味着这段代码将确定出现堆栈溢出 可以的代码片段，这将大大缩小大多数代码的范围。

还有其他方法

还有其他一些方法可以尝试，我在这里没有描述。

1. 通过托管 CLR 进程并处理它来处理堆栈溢出。请注意，您仍然无法“捕获”它。
2. 更改所有 IL 代码，构建另一个 DLL，添加递归检查。是的，这是很有可能的(我在过去已经实现过了: ——) ; 这很困难，而且需要很多代码才能做好。
3. 使用。NET 分析 API 来捕获所有方法调用并使用它来计算堆栈溢出。例如，您可以实现检查，以确保如果在调用树中遇到相同的方法 X 次，就会给出一个信号。有一个 Clrprofiler项目可以让你领先一步。