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-&4<=C/N
yv4hH4Io
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。 /g@.1z1w
4J-)+C/edx
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 M/R#f9W
}& `#
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。 tY%c-m
/`}C~
检查策略分析 @x"vGYKd
Uhb6{'+
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)。 hpLo
&xrm;pO
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 9[6xo!
C37KvLQ
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。 f>-OwL($P
^<[oKi;>
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: " 0K5
/9
)k <ON~x
Fu{[5uv
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- URX>(Y}g9^
Tn-2 Tn-1 Tn Q5{i#F7nJm
8WfF: R;
'zi5ihiT
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: 7PHvsd"]p
GT<Y]Dk
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 ;:8_H0X'K
2O`uzT$
生成内存Dump文件的代码实现 WLv( K_3Y
u+z$+[lm!G
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: Pm7,Nq)<>n
:}o0Eb
包含内存追踪所需库 jYO@ %bQ
o^d(mJZ.F~
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。 1LT)%_d@
X.%Xi'H
<y(>z*T;
#ifdef _DEBUG CPFd 33
//for memory leak check \SA5@.W
#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 T_y 'cvh
#include 9@:H9"w
#include 86vk"
#endif 9%>H}7=
qYGnebn@\
(s,Nq~O
启动内存追踪 9 qqy( H
$9M>B<]
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 ~EpMO]I
TW:vL~L
Ga+\b>C
//enable leak check B`iQN7fd
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); {jJUS>
{~[H"h537t
Cdotl$'
将结果输出指向dump文件 ZgZ}^x
bhnm<RZ
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(5$AR7
)PB&w%J
@@'zMV%
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 LV4x9?&
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, C W7E2
^P$
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 t A\N$
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 9kH~+
报告级别即为warning) D2[uex
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 rs=wEMq/
F,%qG,
#fzvK+
保存内存Dump %*oz~,i
G0^23j
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: mhnD1}9,Ih
Qh? E*9
gmj
a2F,
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 Q`,D#V${D
...... X>wB=z5PXK
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An -]+XTsL
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 r*0a43mC1
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); )j',e$m
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) }rn}r4_a
{ T9*\ITA
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 |pqLwnOu
//for next compare >XSe[K
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); ~SUA.YuF
} L<1"u.3Z`}
time_t now = time(0); "of (,p
struct tm *nowTime = localtime(&now); 5w@ ;B
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", &Sa<&2W4S
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 /21d%T:}
Q2Yv8q_}Uq
fh b &_T
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。 7B"J x^
i74^J +xk
dump文件内容示例如下: {l0;G)-
E:D1ZV
[{}9"zB$x0
Detected memory leaks! QTz{ZNi!
Dumping objects -> r{YyKSL1*K
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long.
]vXIj0:
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 bv\V>s
... #Vs/1y`()
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. %,K |v
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Zv7@
... R`76Ae`R8
Object dump complete. 8MX/GF;F
0 bytes in 0 Free Blocks. c~5#)AXMT
215968 bytes in 876 Normal Blocks. F}H!vh[
0 bytes in 0 CRT Blocks. ~9kvC&/{[
0 bytes in 0 Ignore Blocks. yz9`1R2c
0 bytes in 0 Client Blocks. {;n?c$r
Largest number used: 220044 bytes. bjm`u3
A
Total allocations: 7838322 bytes. r?{Vqephz
10 16:29:14 snapshot dump. J}._v\Q7P
(PsA[>F
;FMK>%Zq
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。 rHT8a^MO
Co[[6pt~
解析Dump文件 g#9w5Q
XhWMvme
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。 0WF(Ga/o
(pi7TSJ
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 X2M<DeF:
L9Fx
Lw41
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 l2VO=RDiW
/D1Bf:'(
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 ua|qL! L+
S~(4q#Dt-
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。