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 0}C}\1
te4"+[ $|
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。 x 3co?
_nFvM'`<
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 J1ro\"
1#_j6Q2
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。 nz?BLO=
/Ta0}Y(y
检查策略分析 KZ/^gR\d
EsxTBg
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)。 \^W?
Oy`\8*Uy__
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 =xWW+w!r
k.R/X
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。 ZZJ"Ny.2
YZtA:>;p
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: ZTz(NS
EK
x3F L/^S
#K*q(ei,7h
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- QS?9&+JM |
Tn-2 Tn-1 Tn mb6?$1j
MZMv.OeYt,
I:)#U[tn0
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: 1`JN
$[;eb,
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 \J
g#X:d
L#MxB|fcr
生成内存Dump文件的代码实现 Pw{{+PBu R
@%85k/(
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: Y$5v3E\uc
3'uES4+r
包含内存追踪所需库 Z"nuO\zH~
#Z5Wk
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。 3>3ZfFC
KEB>}_[
EGO@`<"h
#ifdef _DEBUG tD482Sb=
//for memory leak check U,}T ]J
#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 T $]L 5
#include dOgM9P
#include ptL}F~
#endif 'QS~<^-j"
APm[)vw#f
=U|SK"oO
启动内存追踪 >(J!8*7
f3|=T8"t
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 Q#bo!]H{t
*3oQS"8
oQB1fs
//enable leak check 'B:De"_(N
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); Q%d[U4@
*#9kFz-
".Z+bi2l
将结果输出指向dump文件 =v"{EmT[$
G?(:Z=
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: y`Y}P1y*
;8kfgpM_
)Em,3I/.l
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 o: DnZN
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, Li$k<AM
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 3{E}^ve
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 v)pWx0l=
报告级别即为warning) $
$+z^%'_
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 O/@ [VPf
[$+61n}.12
h"m7r4f
保存内存Dump 9 peB+URV
]&BFV%kw
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: K",]_+b
b=go"sJ@>(
$$>,2^qr&L
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 GoXHVUyp
...... Z)~4)71Y:
_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 D]_\i[x
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 Ps-d#~4U;
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); _CT|5wQF<
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) wpmtv325
{ qA[}\8}h
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 `buTP?]4.
//for next compare aa!c>"g6
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); N.rB-
} pp _ddk
time_t now = time(0); l)bUHh5[
struct tm *nowTime = localtime(&now); 0$
EJ4
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", pYQs|5d
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 ?os0JQVB
u^9,u/gj
81g0oVv
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。 vsR&1hs
{)xrg sB
dump文件内容示例如下: W5 }zJ)x
93,ExgFt
,+{ 43;a
Detected memory leaks! N/p_6GYMa
Dumping objects -> ? 'nMZ
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. AO]e^Q
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 Y6Q6--P
... XoOe=V?I )
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. c Ix(;[U
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 fW`F^G1R
... BC+qeocg
Object dump complete. U[u6UG
0 bytes in 0 Free Blocks. tL|Q{+i
yE
215968 bytes in 876 Normal Blocks. W[DB!ue
0 bytes in 0 CRT Blocks. X?a67qL
0 bytes in 0 Ignore Blocks. umYdr'p!v
0 bytes in 0 Client Blocks. S([De"y
Largest number used: 220044 bytes. Po[zzj>m
Total allocations: 7838322 bytes. mZ%\`H+
10 16:29:14 snapshot dump. SuSZ,>
d?qz7#kc
XO>Y*7rO
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。 4|UIyDt8
Pr"ESd>Y
解析Dump文件 qKXn=J/0tA
s,=^V/c
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。 v%w]Q B
fk_i~K
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 .l!Z=n|
^
T S\x/P
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 MvA_tRO
'rgV]Oy
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 vJ s/ett
7#`:m|$
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。