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 ~xFkU#
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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。 ?J0y|
Bzf^ivT3L
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 >(<f 0
$&c*'3
本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法,供各位新人老手参考,在VC6中实现需要做一些变动,详情可自行参照相关资料。 _[BP0\dPW
hZb_P\1X
检查策略分析 /n&&Um\
:2`e(+Uz
首先,假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况,我们无法确定具体的内存泄漏速度,但是我们可以确定该程序在一定时间内(如10分钟)泄漏的内存量是接近的,设为L(eak)。 ,P0) 6>
8s@3hXD&
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L >t+P(*u
!N^@4*
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 {.Jlbi9!
gSj,E8-g
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: R;LP:,)
OyIw>Wfv
"AqB$^S9t
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- tH4B:Bgj!
Tn-2 Tn-1 Tn #'`{Qv0,
c:('W16
n$R)>nY
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: 2=}FBA,2
[-w%/D%@
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 y~V(aih}D
.xkM.g4{~
生成内存Dump文件的代码实现 i|kRK7[6B
?Bmb' 3
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: !4!~Lk=
bN.Pex
包含内存追踪所需库 DY*N|OnqJ
EU#^7
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。 |7~<Is~*
6S#Cl>v
7yQ4*UB
#ifdef _DEBUG Lw,h+@0
//for memory leak check "dlVk~
#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 /-s6<e!
#include |s_GlJV.
#include LzL
So"n
#endif E{(;@PzE
xIn:ZKJ'
i.#:zU%o
启动内存追踪 I/N *gy?*
j>kqz>3
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。 `]aeI'[}R
i
XN1I
W,u:gzmhw
//enable leak check wd6owr
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); q3`u1S7Z7
%so]L+r2!
wL[
M:
将结果输出指向dump文件 ,zc(t<|-y
W g!
Lfu
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: rC5O")I<
`vV7c`K?
!r-F>!~
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 Q2>gU#
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, 7HWmCaa[
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 rN>R|].
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 *zLMpL_
报告级别即为warning) 5r0YA
IJ
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 qQa}wcU'9p
:6dxtl/{b:
y{Q
{'De
保存内存Dump I1J-)R+
< %Y}R\s?
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: ,x $,l
^zr`;cJ+c
i30!}}N8
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 Y:`&=wjP~
...... wC*X4 '
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An i/.6>4tE:
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 UF|p';oom
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); gGuO
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 05R@7[GWq
{ HOi`$vX}N
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 gM]:Ma
//for next compare Y-9I3?ar
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); c@Is2
9t*
} Q{/Ef[(a@
time_t now = time(0); TqQ[_RKg2
struct tm *nowTime = localtime(&now); Ort(AfW
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", OTv)
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 \7_y%HR
@VI@fN
@6]JIJE
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。 SrJE_~i
QV8g#&z
dump文件内容示例如下: D+c>F5
IGgL7^MF
,: ^u-b|
Detected memory leaks! {{1G`;|v9
Dumping objects -> *^r}"in
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. o;*Q}Gr<M
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 fV~~J2IK
... _v:SP
L U
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. @9:uqsL
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 +,l-Nz
... 'fW-Y!k%
Object dump complete. L50n8s
0 bytes in 0 Free Blocks. wM{s|Ay
215968 bytes in 876 Normal Blocks. {h4E8.E
0 bytes in 0 CRT Blocks. tX[WH\(xI
0 bytes in 0 Ignore Blocks. bd`P0f?
0 bytes in 0 Client Blocks. 1Ws9WU
Largest number used: 220044 bytes. H*6W q
Total allocations: 7838322 bytes. R-14=|7a-
10 16:29:14 snapshot dump. #;S*V"
p}P-6&k,U
#z42C?V
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。 cb bFw
d5 -qZ{W
解析Dump文件 _Ey5n!0:
,z6~?6m
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。 0`H#
'/
ZC8wA;!z^
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 ,u m|1dh
)}vl\7=
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 kT=8e;K
lx i<F
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 [ hsds\
8k79&|
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。