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 x~I1(l7r
j7%%/%$o[
空间,也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说,最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放,对于一般小应用程序来说,一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候,将会使系统可用内存飞速减少,最后耗尽系统资源,导致系统崩溃。 7
@Qlp$[F
E&=?\KM
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 r/w@Dh]{_
R3=E?us!
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。 ph. :~n>z
0iq$bT|
检查策略分析 .jU0Hu{F4
F>nrV
首先,假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况,我们无法确定具体的内存泄漏速度,但是我们可以确定该程序在一定时间内(如10分钟)泄漏的内存量是接近的,设为L(eak)。 x}24?mP
RB@gSHOc?
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L zm.sX~j
3W00,f^9
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。
-Q8`p
bpCe&*\6K
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: lY,1 w
aPMM:RP`
*)sz]g|d
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- y9mZQq
Tn-2 Tn-1 Tn \M^4Dd Ay
@Kb~!y@G
^W*)3;5
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: TW?
MS em
gpl!Iz~5
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 *38\&"s4_
5Wjp_^!e
生成内存Dump文件的代码实现 k !r z8S"
cMKh+r
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: Wx`IEPsVbk
<T9m.:l
包含内存追踪所需库 msJn;(Pn
bm|8Jbsb&
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。 RGOwm~a
x=+H@YO\
`84yGXLK
#ifdef _DEBUG [#H8Mb+7
//for memory leak check Z k_&Kw|
#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 g*9>z)
#include ZmF32Ir
#include gDIB'Y
#endif .v!e=i}.
epe}^Pl
G(e?]{(
启动内存追踪 #{PNdINoU
Cl=ExpX/O
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。 H2-(
`UPmr50Wq
}R(_^@]
//enable leak check 4Yk(ldR~
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); w=5qth7
cQb%bmBc5
6UTdy1Qq>
将结果输出指向dump文件 T9yW# .
X[}%iEWzT
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: MR: {Ps&,
;anG
F0x
s:{%1 /
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 (6b%;2k
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, L"0L_G
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 2sH5<5G'
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 nz+KA\iW
报告级别即为warning) nXjUTSGa)
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 ^~$
o-IX
$fO*229As
FB`HwE<
保存内存Dump Zl*!pQ
N:.bnF(
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: h
!1c(UR
hJM0A3(Cm
u ""=9>0
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 =r2d{
...... .N 2Yxty8>
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An cE[lB08
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 ;K!Or
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); D.~t#a A
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 195(Kr<5$
{ lHU$A;
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 S/|8'x{<
//for next compare ,??|R`S
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); GupKM%kM
} 'n=D$j]X
time_t now = time(0); o/xE
O=AW
struct tm *nowTime = localtime(&now); ?5D7n"jY
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", e;$s{CNo
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 C/JFg-r
7pNh|#Uv'
2= _.K(
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。 4^r}&9C~
_\6-]
dump文件内容示例如下: ?w+T_EH
a)e2WgVB/E
|N*>K a;
Detected memory leaks! B4?P"|
Dumping objects -> C^a~)r.h
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. bF.Aj8ZQ
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 `'/8ifKz
... AG?oA328
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. [":x
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 )`)cB)s
... .*Z]0~ &|
Object dump complete. @RC_Ie=#)
0 bytes in 0 Free Blocks. E4{8 $:q=
215968 bytes in 876 Normal Blocks. @RjLDj+)S
0 bytes in 0 CRT Blocks. GZ1>]HB>r^
0 bytes in 0 Ignore Blocks. ^6=nL<L
0 bytes in 0 Client Blocks. o]vd xkU]
Largest number used: 220044 bytes. ?^hC|IR$
Total allocations: 7838322 bytes. tP\Utl-0
10 16:29:14 snapshot dump. #pZ3xa3R
|qBo*OcO
p(Sfw>t(
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。 (efH>oY[
.hvIq
.vr
解析Dump文件 ?h{ &
@c/~qP4
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。 ykZ)`E]P`
)Z62xK2
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 U@9n7F
O_E[FE:+
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 gw H6r3=y(
Zffzyh
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 X0m\
d+_qBp
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。