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 |}){}or
C8a*Q"
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。 )m3q2W
)pw&c_x
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 61U<5:#l
~}Z\:#U
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。 Oo?,fw
)hwV`2>l
检查策略分析 %hlspI(J
K!D
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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)。 hzI*{
> Oh?%%6
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
7\o!HMfK
&iN--~}!$
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。 j?b\+rr
cYNJhGY
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: [NnauItI
%tA57Pn>
w",?
Bef
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- :5GZ \Z8F
Tn-2 Tn-1 Tn v+6@cC
?_\$
;0ME+]`"3
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: \EbbkN:D
wo5ZxM
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。 GC8}X;((Y
5CAR{|a
生成内存Dump文件的代码实现 `ir3YnT+
h72UwJ2rw
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: FDR1Gy
-6Tk<W
包含内存追踪所需库 Ju@Q6J5
Y^$HrI(vq
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。 1|,Pq9
{5c]Mn"r
&R+#W
#ifdef _DEBUG us?&:L|!=
//for memory leak check UVf\2\ Y
#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 (yQ
5`
#include B1N)9%
#include %R_{1GrL'c
#endif $awi>#[
nbofYI$rd&
9T2xU3UyY
启动内存追踪 ]^"k8v/
"oJ(J{Jat
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。 @-.? B
vnX
1S%k
//enable leak check ?4PQQd
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); #*q2d
@b!"joEy
{ }e^eJ
将结果输出指向dump文件 pLoy
!7lj>B A>
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: (VHND%7P
t> Q{yw
~JZ3a0$^
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 bk#xiuwT
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, \Z5+$Ij
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 7u11&(Lz
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 ^kj=<+ v#
报告级别即为warning) @
"d2.h
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 ?z` MPdO
X\GM/A
(;o*eFC F
保存内存Dump u,i]a#K
N}/>r D
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: Uf,fX/:!
Q49BU@xX
2JO-0j.
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 10N,?a
...... vd~U@-C=R
_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 p]LnE`v
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 ki\uTD`mf
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); 4be> `d5j
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 'qeP6}M
{ n`5WXpz4;
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 U ^#?&u
//for next compare 'Tf9z+0;
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); swr"k6;G
} l)}t,!M6
time_t now = time(0); L=A\ J^%
struct tm *nowTime = localtime(&now);
)5l u.R%
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", tP'GNsq+m
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 t{(Mf2GR1
.P/xs4
qe?Ggz3p.
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。 |$w*RI0C
EZAm)5:]A
dump文件内容示例如下: B3b,F #
nk08>veG
_
VKgs]Y
Detected memory leaks! 3"i% {
Dumping objects -> (&Q)EBdm
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. ya>N.h
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 !A-;NGxE
... u~Lu<3v
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. Y?!/>q
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 /RF%1!M
K
... Fzs>J&sY&
Object dump complete. x-~-nn\O
0 bytes in 0 Free Blocks. Z[;#|$J
215968 bytes in 876 Normal Blocks. Yk7"XP[Y
0 bytes in 0 CRT Blocks. yV_
L/,6}D
0 bytes in 0 Ignore Blocks. j;0ih_Z@4W
0 bytes in 0 Client Blocks. Qv !rUiXq
Largest number used: 220044 bytes. NKh,z&
_5-
Total allocations: 7838322 bytes. cju@W] !
10 16:29:14 snapshot dump. ;G Qm[W([
#_p
E!YmcpCl
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。 /,t|
!)\]
1}DerX 6
解析Dump文件 /$*; >4=>f
Jk~UEqr+
前面我们已经通过dump文件获取到各时刻点的内存dump,根据前面的分析策略,我们只需要将第n次dump的内存块分配情况An,与第n-1次dump内存块分配情况An-1作比较,即可定位到发生内存泄漏的位置。由于dump文件一般容量巨大,*人工进行对比几乎不可能,所以仅介绍比较的思路,各位需要自行制作小工具进行处理。 g^n;IE$B
@ V5S4E
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 3:O+GQ*
G;9|%yvd8
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 %
&+|==-
C zpsqTQ
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 'Aet{A=9
]TfeBX6ST
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。