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 3?GEXO&,E
C/Dc1sj
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。 gyW##M@{
htGk:
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 Yj^n4G(h
zy9# *gGq
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。 P:yMj&)
=<,AzuV
检查策略分析 7:t
*&$
Iz\IQa
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)。 "!6 Ax-'
7$7Y)&\5w
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L ~h{v^}
2*K _RMr~
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 +;Jb)8
Td5;bg6Qy
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: NK+iLXC
*gC6yQ2?
f|1GlUA{t
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- r9@Q="J_)
Tn-2 Tn-1 Tn iVt*N$iZ
wV;qc3
eJrJ5mlI`
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: )MZQ\8,)]
'RMUjJ-!
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。 B`B=bn+4
L/"};VI
生成内存Dump文件的代码实现 KGy3#r;Q
[s>3xWZ+a
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: il5C9ql$
]nhh|q9r{
包含内存追踪所需库 ! I@w3`
pbzFzLal
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。 VI2lwE3
8wsU`40=Q
UphTMyn3
#ifdef _DEBUG xm{]|~^JG
//for memory leak check %bDxvaftT
#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 |h]V9=
#include :<qe2Z5k
#include IL].!9
#endif !DZ=`a?y
i.Rl&t
}%_|k^t
启动内存追踪 ] 3{t}qY$A
)7>GXZG>=
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 f^$,;
a: "1LnvR
uY&1[(Pb
//enable leak check Y !<m8\
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); "I.6/9
ED&nrd1P
aA`eKy) \
将结果输出指向dump文件 7rjl-FUA~
[3m\~JtS
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: Pd91<L
,{_i{WV
*)RmX$v3
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 jrib"Bh3,
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, hd)Jq'MCS
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 X0.H(p#s
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 Xh@K89`uX
报告级别即为warning) NHd@s#@
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 V:n0BlZ,B
7Jn%XxHq
{iD/0q
保存内存Dump UQl?_[G
#1<m\z 7l
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: kKyU?/aj
4=yzf
FuHBzBoM=
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 X7*F~LFrj
...... >XgoN\w
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An )4g_S?l=
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 t#NPbLZ
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); ?qjdmB|w
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) cIU2 qFn[
{ xs"i_se
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 ytcLx77`:
//for next compare #w{`6}p
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); z9o]);dZ
} Wmbc
`XC
time_t now = time(0); Ic/hVKYG5
struct tm *nowTime = localtime(&now); &f.5:u%{b
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", tiK M+
;C
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 8SjCU+V
[c?0Q3F
b<u\THy#
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 tV++QC7@L
7Jb&~{DVk
dump文件内容示例如下: ~^F]t$rz
<-`bWz=+
:|j[{;asY
Detected memory leaks! q`e0%^U
Dumping objects -> 48xgl1R(j
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. RZz?_1'
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 c&D+=
... >{^_]phlb
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. k=)U
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 BValU
... ]5'*^rz ^
Object dump complete. AH,?B*zGj
0 bytes in 0 Free Blocks. f}c;s
215968 bytes in 876 Normal Blocks. N<JI^%HBgP
0 bytes in 0 CRT Blocks. ?wtKi#k'v#
0 bytes in 0 Ignore Blocks. Trirb'qO
0 bytes in 0 Client Blocks. u$w.'lK
Largest number used: 220044 bytes. &OU.BR>
Total allocations: 7838322 bytes. 7] y3<t
10 16:29:14 snapshot dump. _kD5pC =
L`t786
(M
ZRhk2DA#FF
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。 ei2?H;H;
l&H-<Z.8m
解析Dump文件 q~qz^E\T
% 3#g-
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。 &tOo[U?
b8a(.}8*
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 9No6\{[M
%[n5mF*`
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 !d##q)D
f?
MKtI3vi?
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 I85wP}c(
CQ!D{o=
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。