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 uL^Qtmm>M
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F"
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。 C>q,c3s5
V:rq}F}
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 **V^8'W<
">}l8MA
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。 y K~;LV
I| qoH N,g
检查策略分析 dnVl;L8L3
)+c4n]
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)。 K@P5]}'#
!HM|~G7
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 48CLnyYiF
H/>86GG
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。 /sf:.TpVh
n$Z@7r
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: CwQgA%)!i
XSkN9LqZ
=j]us?5
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- -b"7WBl
Tn-2 Tn-1 Tn |:SBkM,
*ktM<N58
u+eA>{
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: )A9K9pZj
D.H$4[u;j
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 wt4uzg8
|;o#-YosP
生成内存Dump文件的代码实现 9"g=it2Rh6
,vEwck#
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: .7TQae%
> $0eRVL
包含内存追踪所需库 h_ef@ZwSw
TJ3CXyRq
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 0x!XE|7I
Yhl {'
MhN)ZhsC
#ifdef _DEBUG rK W<kQT
//for memory leak check 8;YeEW5
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 )&}\2NK6L
#include {yQeLION
#include 0S <;T+WA
#endif /T`L;YE
O^v^GG=e;C
|Ui1Mm
启动内存追踪 uM,bO*/f
((wG
K|d
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 JX,&im*BG
Bi9b"*LN
w*`5b!+/
//enable leak check |?6r&bT
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); il `O*6-
'awL!P--
keNPlK%>
将结果输出指向dump文件 mHjds77e
a<l(zJptG
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: qt5CoxeJ
/NCEZ@2BN,
j?D=Ij"o
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 [$)C(1zY
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, +v:t
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 .8hB <G
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 kRs(A~ngc
报告级别即为warning) elCDPZ Tf
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 :Xc%_&)
#9 5.KkF
h(!x&kZq.
保存内存Dump 2bBTd@m4
;o]'7qGb
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: :IDD(<^9
;
mF-y,E
yC ZV:R;
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 *(@(9]B~
...... M7BCBA
_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 `2\vDy1,j
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 [8AGW7_
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); |i'V\"
hW
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) ''S*B|:
{ 4`5 jq)
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 <@xp. Y
//for next compare ;}{xpJ/
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); vR<Y1<j
} k L2(M6m
time_t now = time(0); 7ET^,6
struct tm *nowTime = localtime(&now); pASNiH698
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", ,<*n>W4|
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 Qi`Lj5;\F
$},Y)"mI
.C(Ir
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 MkZm
=Sf
w!o[pvyR$
dump文件内容示例如下: 8X`iMFa.P
:RR<-N5+
ez_qG=J .
Detected memory leaks! (y%}].[bB
Dumping objects -> ,<n >g;
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. xlG/$`Ab
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 YIo$
... z/u;afB9q
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. {Y-<#U~iH
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 d{2+>
>d
... 1P(rgn:8e
Object dump complete. ^c3~CD5H
3
0 bytes in 0 Free Blocks. pUx~
215968 bytes in 876 Normal Blocks. ocBfs^ aW
0 bytes in 0 CRT Blocks. S05+G}[$
0 bytes in 0 Ignore Blocks. BYuF$[3ya&
0 bytes in 0 Client Blocks. 4d3]L`
f
Largest number used: 220044 bytes. ?#"rI6
Total allocations: 7838322 bytes. L
A-H
10 16:29:14 snapshot dump. j#d=V@=a
{_QXx
tZmo= 3+:
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 <a7y]Py
x>vC;E${"
解析Dump文件 8 hx4N
@Z> {/
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。 ]TQ2PVN2
v'uWmL7C
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 Y`jvza%
$j*%}x~[
2、各自提取dump文件中用户代码分配的内存块(即有明确代码位置,而且为normal block的内存块),分别根据内存块ID(如“d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705}”红色部分)保存在列表L1和L2 (#GOXz
OW1i{
3、遍历列表L2,记录内存块ID没有在L1中出现过的内存块,这些内存块即为可能泄漏的内存 -b+VzVJZ
Cmg(#$X
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。