RTDMiner:基于数据挖掘的引用计数更新缺陷检测方法

在Linux内核等大型底层系统中广泛采用引用计数来管理共享资源.引用计数需要与引用资源的对象个数保持一致,否则可能导致不恰当引用计数更新缺陷,使得资源永远无法释放或者被提前释放.为检测不恰当引用计数更新缺陷,现有静态检测方法通常需要知道哪些函数增加引用计数,哪些函数减少引用计数.而手动获取这些关于引用计数的先验知识过于费时且可能有遗漏.基于挖掘的缺陷检测方法虽然可以减少对先验知识的依赖,但难以有效检测像不恰当引用计数更新缺陷这类路径敏感的缺陷.为此,提出一个将数据挖掘技术和静态分析技术深度融合的不恰当引用计数更新缺陷检测方法RTDMiner.首先,根据引用计数的通用规律,利用数据挖掘技术从大规模代码中自动识别增加或减少引用计数的函数.然后,采用路径敏感的静态分析方法检测增加了引用计数但没有减少引用计数的缺陷路径.为了降低误报,在检测阶段再次利用数据挖掘技术来识别例外模式.在Linux内核上的实验结果表明,所提方法能够以将近90%的准确率自动识别增加或减少引用计数的函数.而且RTDMiner检测到的排行靠前的50个疑似缺陷中已经有24个被内核维护人员确认为真实缺陷.

基于错误路径行为一致性的内核引用计数缺陷检测

内核中的引用计数缺陷会引起内存泄露、释放后使用漏洞等严重安全问题.针对这类缺陷,提出基于错误路径行为一致性分析的缺陷检测方案.相比已有工作,该方案引入错误路径的语义信息来推断合理的引用计数行为,从而检出以往难以覆盖的引用计数缺陷.具体而言,首先,该方案基于代码特征识别函数中所有的错误路径.其次,采用路径敏感的静态分析对各条错误路径上的引用计数行为进行分析汇总,以推断该函数在错误路径上引用计数操作的主流倾向.最终,基于一致性分析原理,将与主流倾向不一致的路径标识为潜在缺陷.实验表明,该方案在Linux内核版本5.6-rc2和版本5.17上分别发现21个和9个引用计数缺陷,且大部分都被开发者确认;其中,在内核版本5.6-rc2上有9个缺陷是已有工作无法覆盖的.

引用计数型对象池及其Java实现

本文首先分析了典型对象池模型中存在“对象过早归还”问题,然后建立了引用计数型对象池模型,并给 出了一个简单的Java实现。

C^(++)并发引用计数垃圾收集器实现

引用计数垃圾收集器通常具有增量式和实时性特征,但存在垃圾收集器中断执行程序时间较长的情况。本文实现了一个并发引用计数垃圾收集器,使得垃圾收集器和工作程序并发执行,避免了垃圾收集器中断执行程序。基于C++的语法标准和应用编程接口,无需修改编译器和存储分配器,且收集器和工作程序的同步是锁免除的。Linux操作系统中的实现和实验表明,收集器有极低(低于0.2%)的处理器损失。

一种自适应的引用计数智能指针的实现

讨论智能指针的一般功能,同时使用模板偏特化和模板元编程计数给出一种自适应包含类型的实现.

基于深度学习的Linux内核引用计数字段识别方法

引用计数机制是现代软件中一种常见的内存管理技术.引用计数错误往往会导致内存泄露、释放后使用(useafterfree)等严重的安全问题.现有致力于提高引用计数安全性的工作都依赖于对引用计数的字段进行识别.然而,由于类似于Linux等软件系统的代码十分复杂,在代码中识别出引用计数字段是一项十分困难的工作.传统的基于代码模式匹配的引用计数字段识别方法一方面存在需要专家经验总结规则,人工开销大的问题;另一方面存在总结的模式无法覆盖所有情况,召回率较低等局限.针对这些问题,发现与字段有关的代码行为以及字段的名称可以用来表征这个字段的特征,帮助识别引用计数字段.基于这两个层面的特征,设计了一种基于多模态深度学习的引用计数字段识别方法,并面向Linux内核实现原型系统.测试数据表明:该原型系统的精确率、召回率分别为96.98%和93.54%,而传统的基于代码模式匹配的方法没有识别出任何引用计数字段.此外,在Linux内核上发现61个引用计数字段使用不安全的数据类型,并对其中21个向Linux内核社区提交数据类型转换补丁以提高引用计数字段的安全性,其中6个已经被合并到Linux内核代码主分支.

基于身份标识引用计数的Web并发操作控制方案

并发访问控制是Web应用中常见的问题,传统的基于数据库的控制策略通过添加唯一约束等方式,虽然能保证数据的完整性,可是当并发问题出现时,不可避免的出现回滚而影响用户体验,数据库或临界区加锁也会降低系统的并发能力。该文通过一个具有通用性的真实案例,提出一种对用户身份标识进行引用计数的细粒度的并发控制解决方案,能灵活控制锁的粒度,消除回滚的可能,提高并发的吞吐量,该方案目前在某大型互联网广告投放平台上使用。

嵌入式JavaScript解释器的设计与实现

结合嵌入式系统的特点 ,介绍了笔者开发的嵌入式JavaScript解释器系统。解释器系统采用JavaScript语言规范支持和具体实现分离的原则。解释器以自定义的字节码为中间代码 ,前端系统与后端系统相互独立 。

内存垃圾回收算法探讨

对单处理器系统中常用的内存垃圾回收算法———引用计数法、标记清除法、标记压缩法及停止拷贝法等进行了探讨,并分析了各算法的优缺点,提出了一些优化方法,最后分析了在实际应用中如何选择适当的算法.

iOS开发UITableView加载图片的内存管理

首先对移动操作系统iOS开发过程的内存泄露、缓存等相关知识作了详细叙述,介绍了使用iOS集成开发环境Xcode进行内存调试的方法.针对视图UITableView中含有大量网络图片时的内存问题,为了达到内存最优化和良好用户体验的目标,提出异步下载网络图片和本地缓存的解决方法.最后测试结果表明UITableView在下载图片和滑动的过程中内存占用量趋于稳定,app的运行速度较为顺畅,拥有较好的用户体验.

文件秒传系统在云存储环境下的设计与实现

针对云存储环境下用户数据上传速度慢的问题,设计一个文件秒传系统FSTS(File Second Transmission System)。该系统基于云存储服务器充足的数据资源,建立元数据资源库,通过将文件设计为资源共享的方式实现数据秒传,元数据资源库将云存储服务器上的数据通过唯一标识数据内容的字段组织起来,以此来保证该资源库中没有重复的数据。用户在上传数据到云存储服务器时,如果该数据的唯一标识已经存在于元数据资源库,那么只需要增加该记录的引用计数即可完成用户数据的上传,而无需通过网络传输数据的任何内容,即实现了文件的逻辑上传,并且保证了对数据的后续操作都是正常的。实验结果表明,该文件秒传系统可以很好地提高数据的上传速度以及提高云存储服务器存储空间的利用率,该方案在云存储环境下是可行的、有效的。

基于JDBC的数据库连接池管理策略

本文介绍基于JDBC的数据库高效连接管理策略,为实现高性能的数据库应用提供一种参考方案。本方案结合运用数据库连接池技术和连接对象复用技术,使大型数据库开发和应用更广泛,更安全,性能更高。

一种ActionScript解释器的设计与实现

ActionScript语言是Flash动画的脚本语言,本文主要介绍笔者设计开发的ActionScript解释器。解释器以动画文件中的字节码为输入,采用面向对象的设计方法,实现ActionScript语言与Flash动画的交互,并通过扩展解释器的功能,扩展Flash交互动画的应用。

垃圾收集技术的发展

垃圾收集,是一种自动打扫和清除内存垃圾的技术,可以有效防范动态内存分配中可能发生的两个危险:因内存垃圾过多而引发的内存耗尽以及不恰当的内存释放所造成的内存非法引用。本文简要而系统地介绍GC问题产生的根源及其基本技术,讨论各种GC的优缺点。

多线程共享智能指针的实现

标准C++库的智能指针适用范围有限。介绍一种共享智能指针SmartPtr的实现,SmartPtr模拟C++指针的语法和语义,用互斥对象加锁的引用计数器记录内存对象的共享次数。SmartPtr适用范围广,同时具有简单高效、使用方便的特点。

智能指针面面观

介绍了C++中的智能指针以及实现方法,并对STL、Boost、Loki、Qt中流行的智能指针实现进行了介绍和对比研究,以帮助读者根据具体情况做出合适的选择。

swift内存管理机制深度解析

Swift作为i OS系统的官方开发语言,有其自身的诸多优点,开发过程简单,高效。作为一门计算机语言,Swift使用ARC(自动引用计数器)机制,是开发人员跟多的关注程序本身,减少程序员的工作量,不必为内存管理浪费大量精力。但是即使是ARC,也会导致一些存储错误,系统崩溃或其他错误行为。本文就内存管理问题进行解析,从而避免由内存使用不当而引起的系统错误。

自动垃圾回收指针模板类的设计与实现

针对传统指针模型所带来的内存使用上的不便性,设计了新的引用计数指针模型,并给出了引用使用规则.设计了通用的指针模板类,最后给出了测试和结果分析,证明此方法可以解决内存的自动管理问题.

减少高阶矩阵运算和存储量方法的研究

高阶矩阵运算和存储量都特别大,为了减少运算和存储量,本文讨论了稀疏矩阵、单位矩阵、对称矩阵的存储方法。介绍采用引用计数、操作标志等方法实现矩阵复制、转置、乘常数等部分矩阵运算。该方法在产生新矩阵时,并不生成数据的拷贝,而是改变矩阵的引用计数、操作标志等变量,生成新的矩阵,减少了运算量和存储量。

JDBC数据库连接池的研究与实现

传统的JDBC访问数据库,由于频繁分配与释放内存、连接不能及时关闭而产生内存泄露,从而降低系统性能。本文针对这些问题,研究并实现了使用连接池管理连接对象的管理方式,避免了内存泄露的产生,有效地管理了连接对象,提高了系统性能。