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 zgK;4
22$m
D^nxtuT*
空间,也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说,最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放,对于一般小应用程序来说,一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候,将会使系统可用内存飞速减少,最后耗尽系统资源,导致系统崩溃。 >Z}@7$(7!~
B-$+UE>%
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 XHy?
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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。 NP "ylMr7P
5|CzX X#U
检查策略分析 U>oW~Z
0k%hY{
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)。 `\wUkmH
Bn{)|&;
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 $iwIF7,\P
L+73aN
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 &T7cH>E'K^
{ZG:M}ieN
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: \OP9_J(*
_y>}#6B
'v\j.j/i
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- YtMlqF
Tn-2 Tn-1 Tn #L\o;p(
au}s=ua~i
"tKNlHBu'
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: k9l^6#<?
*=TYVM9
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 xLZ bU4
ZlrhC= 0
生成内存Dump文件的代码实现 {(%~i37
!\ZcOk2
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: ( :iPm<
J=@xAVBc
包含内存追踪所需库 V(r`.75
_@~PL>g"p
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 -7S:,
BO"qD[S
nz[
m3]
#ifdef _DEBUG \ p3v#0R{
//for memory leak check h<)yJh
#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 )&Mq,@
#include ]9s\_A9
#include iyc$)"w
#endif O)`Gzx*ShU
v[VC2D
LaclC]yLU
启动内存追踪 %uua_)
i$["aP~G
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。 zXjwnep
AxEc^Cof
>4~#%&
//enable leak check W1hX?!xp!
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); -n-Z/5~ X
"
<Qm
-
PGkCOmq
将结果输出指向dump文件 D&-vq,c
i+I0k~wY
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: /~tP7<7A
:s]\k%"
FD))'!>
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄
jC4O`
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, o<nS_x
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 &1l~&,,
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 *t]v}ZV*
报告级别即为warning) 0X#+#[W
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 !UVk9
\OT6L'l],
bLco:-G1E1
保存内存Dump G%$}WA]|
Bh,Q8%\6
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: vbaC+AiX
[Teh*CV
>e/ r2U
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 z>p]/Sa
...... {pC\\}
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An zQ_z7FJCB
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 9*DEv0}a^
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); >4M<W4
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) >MPa38
{ *{4
ETr7
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 [83>T ,
//for next compare ~U3Seo }
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); !?b/-~o7S
} 5aG5BA[N
time_t now = time(0); (2tH"I
struct tm *nowTime = localtime(&now); },s_nJR:8
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", [[X+P 0`r
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 %mu>-h ac
'-.wFB;
zIm-X,~I$
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。 pZjpc#*9N
=|"=l1
dump文件内容示例如下: w&5/Zh[~~L
(gU2"{:]J
]w-.|vx
Detected memory leaks! F 3s?&T)[G
Dumping objects -> DN<M?u]
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. r>O|L%xpv
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 bJ6p,]g
... 2lo:a{}j
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. .`+yo0O:
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 x)5LT}p
... O"iak
Object dump complete. >jKjh!`)!e
0 bytes in 0 Free Blocks. 1mix+.d
215968 bytes in 876 Normal Blocks. wPgDy
0 bytes in 0 CRT Blocks. SiR\a!, C
0 bytes in 0 Ignore Blocks. h1-Gp3#
0 bytes in 0 Client Blocks. p#=;)1
Largest number used: 220044 bytes. ai9
Total allocations: 7838322 bytes. s[T{c.F
10 16:29:14 snapshot dump.
/B[}I}X
(l_:XG)7~b
x,uBJ
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。 U6c@Et ,
Pk:zfC?4
解析Dump文件 ^vaL8+
$+jy/:]D
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。 32^#RlSu8
Ld~ q1*7J
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 ?BsH{QRYQ
Wc\+x1 :8
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 ZB0+GG\
S<pkc8
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 zi.mq&,]R
z7k$0&
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。