「Hello World」中的「bug」

会员服务 ·

「Hello World」中的「bug」

2022 年 3 月 22 日 机器之心

选自sunfishcode博客

作者：sunfishcode

机器之心编译

机器之心编辑部

Hello World 可能是许多人编写的第一个程序。这么简单的程序按理说应该没有 bug 吧？一位叫「sunfishcode」的开发者给出了令人意外的结论。

C 语言中的 Hello World

用 C 语言写 Hello World 有很多种不同的方式，比如维基百科里记录的版本、K&R book 中介绍的版本，甚至还有 1974 年的原始版本。

这里展示一个 ANSI C 的版本：

/* Hello World in C, Ansi-style */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){      puts("Hello World!");      return EXIT_SUCCESS;}

这个版本使用 (void) 来确保 main 是一个新型的声明。它使用 EXIT_SUCCESS 宏，而不是假设平台使用 0 表示 success，根据 C 的标准，这是不必要的。但我们在这里不会冒任何风险。它使用适当的头文件以避免隐式声明 puts。

这个版本试图把每件事都做好，但它仍然有一个缺陷。

上面提到的所有版本都有一个 bug。

bug 在哪儿？

Linux 有一个有趣的设备文件，叫做「/dev/full」，就像它更著名的表亲「/dev/null」一样。但是当你写入「/dev/full」时，它不会丢弃数据，而是会失败。它的作用就像文件系统中一个刚刚耗尽空间的文件：

$ echo "Hello World!" > /dev/fullbash: echo: write error: No space left on device$ echo $?1

这是一个很好的小工具，用于测试程序能否正确处理 I/O 错误。如果没有剩余的空间，或者磁盘出现故障，那么创建实际的文件系统是很不方便的，但是让一个程序将其输出写入「/dev/full」，然后看看会发生什么，这是非常容易的。

让我们测试一下上面的 C 语言例子：

$ gcc hello.c -o hello$ ./hello > /dev/full$ echo $?0

与在上面的 shell 中使用 echo 不同，这里没有输出，退出状态为零。这意味着 hello 程序报告了成功执行。然而，它实际上并没有成功。我们可以通过使用 strace 确认它遇到了故障。

$ strace -etrace=write ./hello > /dev/fullwrite(1, "Hello World!\n", 13)          = -1 ENOSPC (No space left on device)+++ exited with 0 +++

操作系统报告了「No space」错误，但没关系，程序默默地接受它并返回 0，这是成功的代码。这是一个 bug！

这个 bug 有多严重？可以说，hello world 在任何地方都不会是安全的。然而，hello world 确实做了一些现实世界的程序所做的事情：打印到标准输出，这可能会被重定向到一个文件。在现实世界中，文件可能会耗尽空间。如果一个程序没有检测到这种错误并通过其返回代码报告该错误，那么它的父进程将不知道子进程失败了，并且将继续运行，就像没有任何错误一样，即使它期望产生的输出已经悄悄地丢失了数据。

例如，考虑一个将 yaml 文件打印到标准输出的程序。如果标准输出耗尽空间，则输出可能会在某个任意点被截断，尽管它可能仍然是有效的 yaml。因此，我们应该期待程序能够检测和报告这种情况。

如果换成其他语言呢？

在前面的内容中，我们重点看了 bash 和 C，那如果换成 Python 呢？Python 处理错误的原则可是「Errors should never pass silently」。以下是 Python 2 的情况：

$ python2 hello.py > /dev/fullclose failed in file object destructor:sys.excepthook is missinglost sys.stderr$ echo $?0

它确实向 stderr 打印了一条消息，尽管这是一条令人困惑的消息。但是，它也返回 0，这意味着它告诉运行它的人它已经成功退出。

幸运的是，Python 3 正确地报告了错误，并打印了一个更好的错误消息：

$ python3 hello.py > /dev/fullException ignored in: <_io.TextIOWrapper name='<stdout>' mode='w' encoding='utf-8'>OSError: [Errno 28] No space left on device$ echo $?120