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 )sONfn
7EI5w37
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。 D9hV`fA
4Lg!54P8
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 >#9f{
!]^,!7x,8j
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。 {~L{FG)O
\B72 #NR
检查策略分析 fu=GgD*
>g {w,
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)。 (pDu
d*}dM"
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 vS@;D7ep
@pV~Q2%
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。 ){D6E9
w<qn @f
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: E~4d6~s
)U2cS\k'7n
<6!;mb
;cX
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- %>)HAx `
Tn-2 Tn-1 Tn 4G o$OQ`
t9QnEP'
`rWT^E@p5m
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: Zk={3Y
?KB+2]7m6
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 cs-wqxTX[$
fRt`]o:Om
生成内存Dump文件的代码实现 zUQn*Cio e
ep ,"@,,
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: VB}4#-dG?
jmE\+yz
包含内存追踪所需库 aSGZF w
C6PlO
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 U8>M`e"D
]Yw/}GKB
ZUA%ZkX=F
#ifdef _DEBUG (#)-IdXXO<
//for memory leak check m9Pzy^g1
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 e`7dRnx&0
#include pXE'5IIN
#include r@30y/C
#endif Vm"{m/K0
rGqT[~{t
_rN1(=J
启动内存追踪 j,Vir"-)
[_X.Equ
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 (fTi1
I!
4nz$Ja)
/[FES78p
//enable leak check y@'~fI!E4
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); &*\-4)Tf
\'>8 (i~
Py!
F
将结果输出指向dump文件 d1{%z\u
a
Y+ Qm.
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: . 1q4Q\B<
qt.Y6s:r_
hgU#2`fS
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 |bM?Q$>~
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, &2Q0ii#Aa
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 9x]yu6
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 V|q`KOF
报告级别即为warning) v-MrurQ4
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 BXxl-x
B s {n
|9;MP&68
保存内存Dump D&]dlY@*
!C>'a:
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: WWtksi,
km=d'VvnI
9bb5?b/
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 Gc0/*8u/
...... k0>]7t$L
_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
VM"z6@
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 ?,AWXiif
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); {[tx^b
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) Eq82?+9
{ K."h}f95
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 |\#6?y[o
//for next compare i4g99Kvl
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); ;R4qE$u2^
} us2RW<Oxv
time_t now = time(0); 8(kP=
struct tm *nowTime = localtime(&now); rD*CLqK
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", .KX LWH
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 ](tv`1A,Wd
iI@m e=
#$*l#j"#A
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。 8^U+P%
[KT1.5M[
dump文件内容示例如下: 9?i~4&EY
<}z,!w8
\NTNB9>CO
Detected memory leaks! |h{#r7H0
Dumping objects -> 1XD|H_JG<j
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. 1(*Pa
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 5IfyD ]<
... ry[NR$L/m
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. oHvVZ
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 D8r=Vf
... %$3)xtS6
Object dump complete. se, 0Rvkt
0 bytes in 0 Free Blocks. idLCq^jnJ
215968 bytes in 876 Normal Blocks. J[7|Ul1
<
0 bytes in 0 CRT Blocks. ET:B"
0 bytes in 0 Ignore Blocks. lMW4SRk1C
0 bytes in 0 Client Blocks. "<LVA2v;
Largest number used: 220044 bytes. f6O5k8n
Total allocations: 7838322 bytes. P3u,)P&
10 16:29:14 snapshot dump. X GhV?
tA
{ kF"<W
qL1d-nH
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。 MDqUl:]
;+W9EbY2
解析Dump文件 S`v+rQjW
oyt#C HX
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。 'D1Sm&M2%e
$Afw]F$
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 w\f>.N
n>-"\cjV
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 f:6%DT~a&C
TP-<Lhy
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 <6L=% \X{*
`kERM-@A
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。