UBSan 与 TSan
查找未定义行为和竞态
UBSan 与 TSan 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 3 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C++ Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。
另外两种检测器
除了 ASan 外，还有两种检测器分别针对不同类别的错误。
- UBSan：未定义行为（溢出、错误移位、空指针解引用）
- TSan：多线程代码中的数据竞争
启用 UBSan
使用 -fsanitize=undefined 启用 UndefinedBehaviorSanitizer。它可以与 ASan 结合使用。
g++ -fsanitize=undefined -g main.cpp -o app
./app有符号整数溢出
在 C++ 中，有符号整数溢出属于未定义行为。UBSan 会在发生错误的确切代码行报告它。
#include <climits>
#include <iostream>
int main() {
int x = INT_MAX;
int y = x + 1; // signed overflow: UB
std::cout << y << "\n";
return 0;
}UBSan 可捕获的其他未定义行为
UBSan 可以标记许多隐蔽的错误。
- 超出范围的移位（对于 32 位整数，
x << 40） - 空指针解引用
- 未对齐访问
- 无效的枚举值或布尔值
让 UBSan 遇错即停
默认情况下，UBSan 输出信息后会继续执行。加入 -fno-sanitize-recover=undefined，即可在第一个错误处中止，这更适合持续集成。
g++ -fsanitize=undefined -fno-sanitize-recover=undefined -g main.cpp -o app启用 TSan
使用 -fsanitize=thread 启用 ThreadSanitizer。它可以检测数据竞争：两个线程在没有同步的情况下访问同一块内存，且至少有一个线程执行写入。
g++ -fsanitize=thread -g main.cpp -o app -pthread
./app数据竞争示例
两个线程在没有锁的情况下递增共享计数器。TSan 会报告发生竞争的访问及其调用栈。
#include <thread>
#include <iostream>
int counter = 0;
void work() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) ++counter; }
int main() {
std::thread t1(work), t2(work);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << "\n";
return 0;
}修复数据竞争
使用互斥锁保护共享数据，或使用 std::atomic。修复后，TSan 不会再报告数据竞争。
#include <thread>
#include <atomic>
#include <iostream>
std::atomic<int> counter{0};
void work() { for (int i = 0; i < 1000; ++i) ++counter; }
int main() {
std::thread t1(work), t2(work);
t1.join();
t2.join();
std::cout << counter << "\n";
return 0;
}TSan 与 ASan 的兼容性
TSan 不能与 ASan 在同一构建中结合使用（两者会发生冲突）。请使用单独的构建配置：一个用于 ASan+UBSan，另一个用于 TSan。
检测器构建矩阵
一种实用的持续集成配置是在两种检测器构建中运行测试套件。
- 构建 A：
-fsanitize=address,undefined - 构建 B：
-fsanitize=thread
这样可以覆盖内存错误、未定义行为和并发错误。
开销与限制
TSan 可能使程序速度降低 5 到 15 倍，并使用多得多的内存。和所有检测器一样，它只能捕获已执行代码路径上的错误，因此良好的多线程测试非常重要。
快速检查
回忆 TSan 可以检测什么。
回顾
您学会了 UBSan 和 TSan。
- UBSan（
-fsanitize=undefined）可以发现溢出、错误移位和空指针解引用 - 使用
-fno-sanitize-recover在第一个未定义行为处中止 - TSan（
-fsanitize=thread）可以发现数据竞争；使用互斥锁或原子操作修复 - TSan 和 ASan 需要单独构建
常见问题解答
「UBSan 与 TSan」课时是免费的吗？
是的 — 「UBSan 与 TSan」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C++ Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。
「UBSan 与 TSan」这节课中我会学到什么？
查找未定义行为和竞态 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。
学习 C++ Academy 需要有经验吗？
无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 3 节课，共 4 节。
「UBSan 与 TSan」课时需要多长时间？
大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。
我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗？
能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。
此课程中的所有课时
- 使用 gdb 和 lldb
- AddressSanitizer
- UBSan 与 TSan
- Valgrind 基础