c# - 此代码会导致托管堆损坏吗？

Question

我正在尝试调试在垃圾收集期间我们的应用程序中发生的崩溃并查看代码我发现了两个相关的代码片段，如果不是问题的原因，至少对我来说是可疑的:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 96, CharSet = CharSet.Ansi, Pack=1)]
public class MilbusData
{
  public System.Int64 TimeStamp;
  public System.Int16 Lane;
  public System.Int16 TerminalAddress;
  public System.Int16 TerminalSubAddress;
  public System.Int16 Direction;   
  public System.Int64 ErrorCounter;   
  public System.Int64 MessageCounter;   
  public System.Int16 RTErrorState;     
  [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]
  public System.UInt16[] Data;
}

请注意，根据我的理解，该结构实际​​上至少有 98 个字节，但声明为 96 个字节长(尽管代码可以编译)。

第二段可疑代码与上述结构相关:

MilbusData^ ret = nullptr;
if (m_Stream->Read(m_RawData, 0, sizeof(TMilbusData)) == sizeof(TMilbusData))
{
  GCHandle pinnedRawData = GCHandle::Alloc(m_RawData, GCHandleType::Pinned);

  ret = (MilbusData^)Marshal::PtrToStructure(pinnedRawData.AddrOfPinnedObject(), 
                                             MilbusData::typeid);

   pinnedRawData.Free();
}

其中 m_RawData 是一个简单的无符号字节数组，而 TMilbusData 是类似于上述结构的 C++( native )代码，定义为

typedef struct
{
  __int64 TimeStamp;
  short Lane;
  short TerminalAddress;
  short TerminalSubAddress;
  short Direction;
  __int64 ErrorCounter;
  __int64 MessageCounter;
  short RTErrorState;
  unsigned char Data[64];
} TMilbusData;

在第二种情况下，我不确定从 native 结构到托管引用类型的转换是否安全(请注意，MilbusData 未声明为值类型)。

正如我所说，我们遇到的崩溃通常发生在垃圾收集期间，但有时极难重现。我在另一个 question 中提供了有关崩溃本身的更多详细信息但我想在这里问的是:

• 上面的代码安全吗？
• 如果不是，它是否可以成为托管堆损坏的原因并因此解释我们正在经历的崩溃？

编辑:我可能应该问一下我在代码中发现的问题是否绝对肯定(因为 native 代码和托管代码之间的结构大小不匹配)可能是 GC 崩溃的原因。询问的原因是 i) C# 编译器不会提示错误的结构大小和 ii) 该问题很难重现。我现在很难让它在“旧”版本(结构的大小错误)中崩溃，我想避免遵循可能的死胡同，因为每次测试都可能需要很多天..

Answer 1

but shouldn't the compiler see that 96 bytes are not sufficient to store the struct and see this as an error? In any case, could this alone explain the crashes during garbage collection?

您可能只想存储一定数量的数据，比如整数的 32 位中的前 16 位。

通过说结构的大小限制为 96 字节，如果您尝试将超过 96 字节的内容放入结构中，您将尝试超出根据结构的大小分配的内存。

这意味着您将 1) 在结构中仅保留 96 个字节 2) 当您尝试放置更多的内存时，分配的内存会遇到内存管理问题。

正如我已经说过的，您的代码没有任何问题，它会编译。在这种情况下它根本不正确，并且结构声明不正确，因此您不应该声明大小或声明正确的大小。

EDIT: I should probably have asked if it is absolutely positive that the issues that I found in the code (as the mismatching structure sizes between native and managed code) can be the cause for a crash in the GC. Reason for asking is that i) The C# compiler doesn't complain about the wrong structure size and ii) The problem is very difficult to reproduce. I'm right now having a hard time in making it crash in the "old" version (where the size of the struct is wrong) and I wanted to avoid following a possible dead-end since each testing can take many days..

我只能向您保证结构大小不正确，为 96 字节，我无法告诉您连接到垃圾收集器时崩溃的问题是否是连接到此结构。如果这个结构是错误的，还有哪些其他结构是错误的？

我会修复大小，并确保数据类型正确，以匹配您将从设备接收的数据。