是否存在可同时检测内存安全与数据竞争的算法？相关学术研究问询

我关注结合AddressSanitizer（ASAN）与ThreadSanitizer（TSAN）的相关问题，现从理论计算机科学视角提出此问询，源于此前的一场讨论。

存在缺陷的C++程序 #

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <thread>
#include <mutex>

static std::mutex m;
static char *buf;

static void a()
{
  for (;;) {
    char *b;
    {
      std::lock_guard<std::mutex> g{m};
      b = buf;
    }
    if (b)
      puts(b);
  }
}

static void b()
{
  for (;;) {
    {
      std::lock_guard<std::mutex> g{m};
      buf = strdup("foo");
    }

    {
      std::lock_guard<std::mutex> g{m};
      buf = static_cast<char*>(realloc(buf, 10000));
      strcpy(buf, "barbarbar");
    }

    {
      std::lock_guard<std::mutex> g{m};
      free(buf);
      buf = nullptr;
    }
  }
}

int main()
{
  auto thread_a = std::thread(a);
  auto thread_b = std::thread(b);
  thread_a.join();
  // unreachable
  thread_b.join();
  return 0;
}

不同工具的测试表现 #

• 使用GCC 14.2.0或Clang 20并添加-fsanitize=address编译时，程序会立即因heap-use-after-free错误终止，原因是a()使用了指针的过期副本。
• 未添加特殊选项编译后用valgrind ./a.out运行时，在我的系统中程序需运行近4分钟才会首次报告Invalid read of size 1。这是因为Valgrind通过单线程抢占式调度模拟多线程，因此需要恰好的时机在a()与b()之间切换上下文才能复现错误。
• 类似地，使用GCC或Clang添加-fsanitize=thread编译后，程序似乎能正常运行而无任何问题。

问题 #

是否有近期学术研究可在该方面改进ThreadSanitizer算法？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Marko Mäkelä