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 6XO%l0dC.
b"y][5VE
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。 i!30f^9D-S
:*"0o{
ie
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 A({8p
nJ`JF5tI
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,kTk
8qfg=mu+%
检查策略分析 z Uqt^_
<[2]p\rj
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)。 eM*@zo<-
>*v^E9Y
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 m1X0stFRs"
V Z[[zYe
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。 $*bd})y)I
99}n%(V
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: >uuP@j
N6Fj}m&E
BOLG#}sm
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- MmBM\Dnv
Tn-2 Tn-1 Tn D84`#Xbi
O>zM(I+p
95,y@~*]
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: >`a)gky%~
2bS)|#v<_t
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 fo$iV;x`
:cmfy6h]
生成内存Dump文件的代码实现 O1Gd_wDC/i
nl|}_~4U
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: mKwhd} V
9qe6hF/29
包含内存追踪所需库 *K6 V$_{S
f$mfY6v
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 N?H;fK4v
EnJAHgRV;e
MC!K7ji
#ifdef _DEBUG 4Wq{ch
//for memory leak check iq
'3.-xYr
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 cjf}yn
#include :Xv3< rS<
#include 'g8~539{&
#endif SnRTC<DDh
}*m:zD@8$
9N|O*h1;u
启动内存追踪 xNTO59Y-s
u2^oXl
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。 M=$y_9#
nJF"[w, ?
.9WJ/RKZ\D
//enable leak check .}6 YKKqS
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); 8@|_];9#.
#F.;N<a
XB-pOtVm
将结果输出指向dump文件 zPU&
}7
Xi_>hL+R(
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: :cop0;X:Wm
KP7bU9odJ
|n3PznV
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 W|3XD-v@
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, qtTys gv
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 '8~7Ru\KyX
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 .
zvF!!z
报告级别即为warning) Pv{ {zyc
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 =*qu:f\y
B&#TbKp
SC`.VCfc.
保存内存Dump 0O?B!Jr]RM
X&h4A4#P
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: &"fMiK3
b#R3=TQS8
PIn' tV
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 A5tY4?|
...... "g\
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An J[;c}
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 FGBPhH% (8
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); gk~.u
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) LpJ\OI*v
{ U?d1
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 Z$Ynar
//for next compare Y4}!9x
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); D{h1"q
} T{bM/?g
time_t now = time(0); ;Yyg(Ex
struct tm *nowTime = localtime(&now); Rk56H
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", [[QrGJr
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 _wKFT>
pzezN
g1L$+xD^
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 ;14[)t$
tt,MO)8VD
dump文件内容示例如下: zWgNDYT~
,IxAt&kN
q"'^W<i
Detected memory leaks! zuWj@YG\.
Dumping objects -> xj)*K%re
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. ,:G.V
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 3k5OYUk
... "8J$7g@n@
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long.
|X`xJL
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 :#"gQ^YNp
... /}r%DND'
Object dump complete. R{5Qb?&wOp
0 bytes in 0 Free Blocks. Miqu
215968 bytes in 876 Normal Blocks. -<sn+-uE:
0 bytes in 0 CRT Blocks. q/Ba#?sen
0 bytes in 0 Ignore Blocks. 0tm%Kd
0 bytes in 0 Client Blocks. {bl&r?[y
Largest number used: 220044 bytes. ^6mlE+WY
Total allocations: 7838322 bytes. Xdsd5 UUM
10 16:29:14 snapshot dump. |dpOE<f[
VjSb>k
K0yTHX?(.
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 rv1kIc5Za<
2J^6(vk
解析Dump文件 U5z^R>k
y. @7aT5
前面我们已经通过dump文件获取到各时刻点的内存dump,根据前面的分析策略,我们只需要将第n次dump的内存块分配情况An,与第n-1次dump内存块分配情况An-1作比较,即可定位到发生内存泄漏的位置。由于dump文件一般容量巨大,*人工进行对比几乎不可能,所以仅介绍比较的思路,各位需要自行制作小工具进行处理。 (EIdw\
9`i=kp
1、提取两个相邻时间点的dump文件D1和D2,设D1是D2之前的dump s<H0ka@
K&
<|94_k
2、各自提取dump文件中用户代码分配的内存块(即有明确代码位置,而且为normal block的内存块),分别根据内存块ID(如“d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705}”红色部分)保存在列表L1和L2 ]y@9z b
L{ ?& .iA
3、遍历列表L2,记录内存块ID没有在L1中出现过的内存块,这些内存块即为可能泄漏的内存 kYl$V=
mfQQ<Q@
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。