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 ;}r#08I
UCl,sn
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。 <)rol
!7_Q_h',
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 5T,`j=\
l9-(ofY*J
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。 d`Wd"LJ=
1X=}
检查策略分析 Jo2:0<VL
s]}P
jh8
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)。 (_d^iZyf
/N~.,vf
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 c(@)V.o2
E$RH+):|
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 xY@V.
r;9F@/
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: h'wI/Z_'
%POoyH@D}
t,&1~_9
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- x;kW }U
Tn-2 Tn-1 Tn O7E0{8
{
c]y<q
H1N%uk=kV
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: rR/PnVup
h_H$+!Nzb
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。 hH%@8'1v
X+iUT
生成内存Dump文件的代码实现 b^rPw@
_%Jqyc"-
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: }O8$?7j(
6tj+
包含内存追踪所需库 q&7J1
u>d,6
!
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。 G/=tC8eX
W*N^G p@
=`u4xa#m
#ifdef _DEBUG 06L/i,
//for memory leak check S)p1[&" M
#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 &_G^=Nc,H
#include 81`-xVd
#include ;j S~0R
#endif I)T]}et
Ub0g{
*GD?d2.6j
启动内存追踪 aO6w:IO
{4\(HrGNk
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。 .t$~>e
.
NZCPmst
:Fu.S1j$
//enable leak check O\8_;Gc;
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); WF`y j%0
{|a=
.r $d
8J
将结果输出指向dump文件 &E0P`F,GQA
$SA8$!:
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: {p-&8-
^pIT,|myY7
Xb.WI\Eh
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 w7s+6,
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, xmsw'\
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 tWT@%(2~0
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 } U\n:@:2B
报告级别即为warning) (w`9*1NO
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 ~{/"fTif
r<
sx On
|aIY
保存内存Dump @WEDXB
09HlL=0q
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: GB&<+5t2
]Vuq)#
wak_^8x
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 Pm*FA8 a7
...... .0}]/%al
_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 tUaDwIu#
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 PS7ta?V
QC
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); X mJu{RbS
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) <xv@us7
{ GAI(=
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 Y|stxeOC
//for next compare H$^IT#
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); -T$%MX
} Xt& rYv
time_t now = time(0); dn!#c=
struct tm *nowTime = localtime(&now); ]rY:C "#
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", ! ,WO]Ov
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 gn4+$ f~w
u?,M`w0'
.EpcMXT%
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。 mO%F {'
qy|[V
dump文件内容示例如下: FX}kH ]
U|ZYoc+](
ROqz$yY
Detected memory leaks! %zsY=qT
Dumping objects -> :QGgtTEV""
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. tX)l_?jVH
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 R+}7]tva6C
... N/CL?Z>c
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. ny'?Hl'Q
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 J'4Pp<
... \k&2nYVHf
Object dump complete. KFZ2%:6>
0 bytes in 0 Free Blocks. QmxI;l
215968 bytes in 876 Normal Blocks. _[IOPHa"
0 bytes in 0 CRT Blocks. /zV&ebN]
0 bytes in 0 Ignore Blocks. ;=r_R!d@
0 bytes in 0 Client Blocks. p`N+9t&I4
Largest number used: 220044 bytes. fXD9w1
Total allocations: 7838322 bytes. `-yo-59E[
10 16:29:14 snapshot dump. tr?U/YG
! W2dMD/
A~0eJaq+
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。 wX/0.aZ |
z'"e|)
解析Dump文件 Es]:-TR
EnW}>XN
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。 ,r_%p<lOFu
?/3'j(Gk
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 b}<?& @
yVZLZLm
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 `|=hl~
w&F.LiX^
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 I)]"`2w2w
^?<gz!(-
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。