C++内存分配与释放均由用户代码自行控制,灵活的机制有如潘多拉之盒,即让程序员有了更广的发挥 _G'.VSGH
@rVmr{UE
空间,也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说,最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放,对于一般小应用程序来说,一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候,将会使系统可用内存飞速减少,最后耗尽系统资源,导致系统崩溃。 dd$\Q
[ ra[~
所以学会如何防止并检查内存泄漏,是一个合格的c++程序员必须具备的能力。但是由于内存泄漏是程序运行并满足一定条件时才会发生,直接从代码中查出泄漏原因的难度较大,而且一旦内存泄漏发生在多线程程序中,从大量的代码中要靠人工找出泄漏原因,无论对新人还是老手都是一场噩梦 :l*wf/&z
9 -TFyZYU
本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法,供各位新人老手参考,在VC6中实现需要做一些变动,详情可自行参照相关资料。 J.O;c5wL
7dU X(D,?
检查策略分析 B`KpaE]
8qBw;A)
首先,假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况,我们无法确定具体的内存泄漏速度,但是我们可以确定该程序在一定时间内(如10分钟)泄漏的内存量是接近的,设为L(eak)。 _;0:wXib=
rtUdL,Hx
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L G-}
zkax
EzthRe9
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 GU"MuW`u2
'l<kY\I!%
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: [x)BQX'
F]YPq
VSP[G ,J.
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- 0e/~H^,SQ
Tn-2 Tn-1 Tn wePMBL1P*
w|$;$a7)
JXvHsCd?
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: &=s{ +0
r%xNfTa
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 dn`#N^Od
(T`x-wTl
生成内存Dump文件的代码实现 k"L_0HK
SZyPl9.b
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: a_Xh(d$
KXdls(ROP
包含内存追踪所需库 8(S'g+p
D{G#|&;
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 &os*@0h4
]n!pn#Q
`d8$OC
#ifdef _DEBUG tU?lfU[7
//for memory leak check ,,,5pCi\
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 }RM?gE
#include <Ojf&C^Z
#include =8<SKY&\X
#endif V:IoeQ]-
E7j]"\~ i
|pJ.73
启动内存追踪 [.6uw=;o
jPbL3"0A&
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 [9$>N
;Hm\?n)a
8BWLi5R[
//enable leak check Cu9,oU+N
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); sg9ZYWcL
s[Njk@y,
J)o~FC]b*
将结果输出指向dump文件 uRUysLIw
Q OdvzVy<
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: $R"~BZbt;
)|2g#hH5
7$b78wax
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 $r_z""eOc
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, `cVG_=2
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 |@Z
QoH
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 H,zRmK6A%
报告级别即为warning) Bv/v4(G5g
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 Yz{UP)TC
y+X%qTB
|E!xt6B
保存内存Dump a:@Eg;aN*O
a*vi&$@`Z1
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: Y}F+4
==|//:: \
JqFFI:Q5a
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 h`jtmhoz
...... ,wnF]K2D0
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An i\,#Z!
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 <;_X=s`f,
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); 9/Q5(P
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) `bivAL
{ K4oLb"gB1
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 79S=n,O
//for next compare ]Ub?Wo7F?
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); 4UG7{[!+
} o3%+FWrVTS
time_t now = time(0); Jd)|==yD
struct tm *nowTime = localtime(&now); Z=wLNm H
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", "rkP@ja9n
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 [t ?ftS
"y5c)l(Rg
MbjH\XRB
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 j>P>MdZtk
/S P^fB*y
dump文件内容示例如下: B;_M52-B
.K:>`~<)
et)A$'Q
Detected memory leaks! C;STJrew
Dumping objects -> 8Gs{Zfp!D
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. ?$8OVq.w,
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 _`ot||J
... ?l
bK;Kv
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. r=s2wjk
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 &e2") 4oh
... 1oodw!hW
Object dump complete. _H@S(!
0 bytes in 0 Free Blocks. uvZ|6cM
215968 bytes in 876 Normal Blocks. Jf4D">h
0 bytes in 0 CRT Blocks. `"/@LUso
0 bytes in 0 Ignore Blocks. 6Pd;I,k
0 bytes in 0 Client Blocks. Fe`$mtPu .
Largest number used: 220044 bytes. Ns&SZO
Total allocations: 7838322 bytes. rN_\tulOF
10 16:29:14 snapshot dump. =j}]-!
C#vU'RNpl
3kQky
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 q[**i[+%
Z>M0[DJ_
解析Dump文件 |<9R%
F8/4PB8-
前面我们已经通过dump文件获取到各时刻点的内存dump,根据前面的分析策略,我们只需要将第n次dump的内存块分配情况An,与第n-1次dump内存块分配情况An-1作比较,即可定位到发生内存泄漏的位置。由于dump文件一般容量巨大,*人工进行对比几乎不可能,所以仅介绍比较的思路,各位需要自行制作小工具进行处理。 Q>= :$I
8"RX~Igf
1、提取两个相邻时间点的dump文件D1和D2,设D1是D2之前的dump 265df
Y9Pu
W
aks*^|
2、各自提取dump文件中用户代码分配的内存块(即有明确代码位置,而且为normal block的内存块),分别根据内存块ID(如“d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705}”红色部分)保存在列表L1和L2 o'r?^ *W
>L5[dkg%
3、遍历列表L2,记录内存块ID没有在L1中出现过的内存块,这些内存块即为可能泄漏的内存 lHr?sMt
[
98)7
4、根据3的结果,按照内存的分配代码位置,统计各处代码泄漏的内存块个数,降序排列,分配次数越多的代码,内存泄漏可能性越大。