Was ist ein Stapelüberlauf?
Ein Stapelüberlauf ist ein Programmierfehler, bei dem ein Versuch, Daten in einen bestimmten Speicherblock zu schreiben, fehlschlägt, da im Block kein Platz mehr vorhanden ist. Diese Art von Fehler tritt auf die gleiche Weise auf wie Pufferüberläufe, Heapüberläufe und Stapelpufferüberläufe. Der Unterschied zwischen diesen Fehlertypen hängt von der verwendeten Computerdatenstruktur ab. Das gemeinsame Merkmal besteht darin, dass versucht wird, mehr Daten zu schreiben, als Speicherplatz zur Verfügung steht.
Die Symptome eines Stapelüberlaufs können abhängig von der verwendeten Computersprache und den verfügbaren Maschinen zur Fehlerberichterstattung variieren. In C ++ manifestiert sich ein Stapelüberlauf häufig als Segmentierungsfehler, und häufig werden keine zusätzlichen Informationen angegeben, um festzustellen, wo oder wie der Überlauf aufgetreten ist. Ein Überlauf in Java führt häufig zu einem Absturz der virtuellen Maschine, bei dem eine recht detaillierte Fehlerdatei ausgegeben wird. Unabhängig von der Sprache, in der ein Überlauf auftritt, kann der Überlauf fast immer durch ordnungsgemäßes Debuggen und Identifizieren der ursprünglichen Überlaufquelle korrigiert werden.
Computersprachen, die eine explizite Speicherverwaltung bieten, sind häufig einfacher gegen Stapelüberlauf zu schützen. Die weit verbreitete Programmierpraxis schreibt normalerweise vor, dass sich das Programm für jedes Speichersegment, das ein Programm zuweist, selbst löschen muss. C ++ erlaubt diesen Mechanismus, und eine sorgfältige Überwachung auf diese Weise kann den Speicherbedarf eines Programms auf ein Minimum beschränken. Sprachen, die keine explizite Speicherverwaltung bieten und stattdessen eine implizite Speicherverwaltung verwenden, sind schwieriger vor Stapelüberlauffehlern zu schützen. Java verwaltet seinen eigenen Speicher in seiner virtuellen Maschine, sodass Daten nicht explizit gelöscht werden können, um Platz für mehr zu schaffen.
Ein häufiger Fehler unerfahrener Programmierer ist die Annahme, dass in Computersprachen, die ihre eigene Speicherverwaltung verwalten, kein Stapelüberlauf auftreten kann. Dies erscheint auf den ersten Blick plausibel, ist aber nicht der Fall. Sprachen mit impliziter Speicherverwaltung verfügen häufig über Garbage Collectors, die unnötige Speicherblöcke freigeben. Diese Garbage Collectors funktionieren jedoch nicht immer zu dem Zeitpunkt, den ein Programmierer erwartet. Sich auf Müllsammler zu verlassen, ist relativ gefährlich und kann ein Programm nicht immer vor einem Überlauffehler schützen.
Überlauffehler können katastrophal sein und ein gesamtes Programm anhalten, oder sie können fast lautlos sein und es einem Programm ermöglichen, fortzufahren. Diese zweiten Fehlertypen sind häufig am schwierigsten zu finden, da ein Fehler auftreten kann, der durch einen Überlauf vieler vorheriger Codezeilen verursacht wurde. Ein Stapelüberlauf erfordert nicht oft das Durchsuchen eines gesamten Programms. Je länger ein Programm nach einem Überlauf ausgeführt werden kann, desto schwieriger ist es, den Fehler zu finden und zu beheben.