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 ?$y/b}8
BK
wo2=m~
空间,也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说,最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放,对于一般小应用程序来说,一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候,将会使系统可用内存飞速减少,最后耗尽系统资源,导致系统崩溃。 s'OK])>`
ZE1${QFkG
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 B>sQcZ:
hjhZ":I.
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。 t_Rj1U
JB=L{P J
检查策略分析 43 <i3O
|?hsMN
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)。 8k+k\V{
`b%^_@Fb
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 D *IeG>%
K@Xj)
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。 lkC| g%f
|C5{[ z
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: Z,"YMUl'
F?ps?
e
j`K0D65
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- ej1WkaR8
Tn-2 Tn-1 Tn B?Rkz
:_`Yrx5
n xR\tBv
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: =W>a ~e]/
<fA}_BH%]
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。 ltMcEv-d0
=
uepg@J
生成内存Dump文件的代码实现 &}K%F)S
if3z Fh
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: O@w_"TJP/z
PWquu`
包含内存追踪所需库 u9u'5xAO
5=}CZYWB
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 (f~}5O<
hZ.](rD
kKY,&Fn-
#ifdef _DEBUG }5}>B *
//for memory leak check F8M};&=*1r
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 EMdU4YnE"
#include y,@yaM}-/K
#include . ~a~(|
#endif h
cu\c+ A
?6L8#"=
9e}%2,
启动内存追踪 d`%7Pk
b!teSf
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 .[1@wW&L
x<@i3Y{[
7]i6 Gk
//enable leak check \< a^5'
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); T)Q_dF.N
"L8Hgwg
mS49l
将结果输出指向dump文件 !DV0u)k(
N P5K1:
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: f zL5C2d
=
C/F26=|
jl>wvY||
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 /b/ 6*&
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, ~PU}==*q
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 ^+gD;a|t
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 hzpl;Mj
报告级别即为warning) NL2D,
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 YPO24_B
Rm6i[y&
oZdY0n h4
保存内存Dump (E~6fb"c
ZS`Kj(D
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: zsR5"Vi=
=.JcIT'
dP>FXgY
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 _'^_9u G
...... ;lt8~ea
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An DbtkWq%
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 -3 "<znv
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); ^g"p}zf
L"
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) g1]bI$;
{ P\QbMj1U
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 %;<g!Vw.k
//for next compare L|;sB=$'{
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); JxEz1~WK &
} !DHfw-1K
time_t now = time(0); P^U.VXY}
struct tm *nowTime = localtime(&now); H^vA}F`
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", 4$U^)\06W
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 /;!I.|j
Xn>>hzj-x?
K$r)^K=s
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 NJ;m&Tm,DF
Y]5MM:mI
dump文件内容示例如下: <Q`3;ca^
[$:L|V!{
m'k>U4
Detected memory leaks! z\?<j%e!t
Dumping objects ->
bf2r8
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. 3Wx\Liw,
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 (.L?sDQ</z
... ] ;CJ6gM~
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. _A0X[}^K
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 d>Nh<PqH6
... 7#7|+%W0
Object dump complete. rp2g./2
0 bytes in 0 Free Blocks. !\O!Du
215968 bytes in 876 Normal Blocks. FJxb!-0&
0 bytes in 0 CRT Blocks. 7KJ0>0~Et
0 bytes in 0 Ignore Blocks. ={;+0Wjb8
0 bytes in 0 Client Blocks. m}S}fH(
Largest number used: 220044 bytes. W5~!)Ec
Total allocations: 7838322 bytes. :_ =YH+bZ
10 16:29:14 snapshot dump. 6s
~!B{Q
WT3g31
X\i;j!;d
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。 K8_\U0 K
)r)ZmS5O
解析Dump文件 8#o2 qQ2+
\w(0k^<7
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。 ;qr?[{G
6':Egh[;
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 ykaf
q:iu
hI$~G
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 UnEgsfN
!41"`D!1
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 [;ZC_fD
vF>]9sMv
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。