Co to jest błąd segmentacji?
Błąd segmentacji to błąd komputera, który występuje, gdy program próbuje uzyskać dostęp do regionu pamięci w nieprawidłowy sposób. Błędy te mogą być błędami odczytu, gdy podejmowana jest próba odczytu danych, które nie zostały poprawnie zainicjowane, lub błędami zapisu, gdy program próbuje zapisać dane w niewłaściwym miejscu w pamięci. W mowie komputerowej termin ten często skraca się do segfault. Ponieważ segfault może wystąpić zarówno podczas odczytu, jak i zapisu danych, mogą one występować w różnych kontekstach i pod różnymi specyficznymi nazwami, w tym błędami magistrali, przepełnieniem bufora, błędami strony i naruszeniami pamięci.
Mimo że błąd segmentacji można utworzyć w niektórych językach komputerowych łatwiej niż w innych, awarie segfault nie są częścią samych języków komputerowych. Teoretycznie każdy język komputera może powodować błąd zapisu danych, który powoduje awarię segfault. Języki komputerowe, które pozwalają programiście jawnie obsługiwać pamięć, takie jak C ++, pozwalają użytkownikowi stosunkowo łatwo wprowadzić niezamierzone awarie przy słabym programowaniu. Języki, które nie pozwalają na jawne zarządzanie pamięcią, takie jak Java, radzą sobie z większością problemów z pamięcią bez ingerencji programisty, a tym samym minimalizują błędy segmentacji, uniemożliwiając programatorowi celowy dostęp do obszarów poza przydzieloną pamięcią.
Sposoby tworzenia błędu segmentacji przez programistę różnią się w zależności od sposobu wykorzystania danych. Istnieją pewne konstrukcje, za pomocą których łatwiej jest utworzyć ten błąd. Jednym z typowych sprawców segfault jest błąd przepełnienia tablicy, w którym określone dane są zawarte w gniazdach w określonej lokalizacji pamięci, ale programista próbuje uzyskać dostęp do gniazda, które nie istnieje. Segfaulty powstałe w tych sytuacjach są często trudne do wyśledzenia. Niektóre języki komputerowe mają sprawdzanie granic, co przewiduje ten typ błędu i nie pozwala użytkownikowi na dostęp do nieprawidłowego gniazda.
Mniej powszechny sposób generowania segfaultów występuje, gdy dwa języki komputerowe przekazują między sobą dane za pomocą proxy. W tym kontekście błąd segmentacji jest szczególnie trudny do zdiagnozowania, ponieważ nie zawsze jest jasne, z którego języka lub warstwy kodu programowego pochodzi błąd. Nawet jeśli jedna warstwa ma niejawne sprawdzanie granic i nie zezwala na segfault w 99,9% kontekstów, ustalenie źródła błędu może być bardzo czasochłonne i żmudne.
Najlepszym sposobem uniknięcia błędów segmentacji jest zachowanie ostrożności podczas zarządzania pamięcią. Większość dobrych praktyk programistycznych zaleca, aby użytkownicy wyraźnie zwolnili każdy bajt pamięci przydzielanej ręcznie w programie. Jest to często trudne do zrobienia, ale poprawne wykonanie zwiększa szanse programisty na stworzenie solidnego, wolnego od błędów programu.