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 -.D?Z8e
Cl0kR3Y
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。 MCE@EFD`\
q{w|`vIb
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 |"*P`C=
\K$\-]N+
本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法,供各位新人老手参考,在VC6中实现需要做一些变动,详情可自行参照相关资料。 wB)y@w4k
;[y( 14g
检查策略分析 od
`;XVG
7KgaXi3r
首先,假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况,我们无法确定具体的内存泄漏速度,但是我们可以确定该程序在一定时间内(如10分钟)泄漏的内存量是接近的,设为L(eak)。 EQyX!
7y
Cf3
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L hz/mNDE]
U$y9f
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。 [ja^Bhu
Oo|JIr7i
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: *7AB0y0k
Ii0\Skb
[UwQi!^-O
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- u62H+'k}F
Tn-2 Tn-1 Tn -Q? i16pM
}?2X
q
\(Ma>E4PNU
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: gC$_yd6m
L
@qNY"c%HV
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 3@~a)E}T
\&F4Wl>`
生成内存Dump文件的代码实现 +$C9@CZM9
ct\msG }b:
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: _hY6NMw
?o(284sV3
包含内存追踪所需库 LATizu
OU{c|O
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 uH\EV`@'
`+w= p7ET
It3k#A0
#ifdef _DEBUG k]ZE j/y~
//for memory leak check ;1&"]N%
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 L2@:?WW[
#include L&6^(Bn
#include ULK]' Rn
#endif i*$+>3Q-
&4OOW;,?<
L}
R"1O
启动内存追踪 >/-H!jUF]
$}vk+.!*1
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 tav@a)
cW^LmA
^_#wo"
//enable leak check q
4Pv\YO
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); / =9Y(v
db 99S
>_j(uw?u
将结果输出指向dump文件 x<I[?GT=
3$"V,_TBZ
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: G$,s.MSf
}[leUYi`
{XU!p: x
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 / /NV_^$y
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, k
(AE%eA
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 "E+;O,N-
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 w6Gez~8
报告级别即为warning) -W!M:8
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件
KTYjC\\G
X>$Wf3
+mjwX?yF
保存内存Dump eFsl
gq?O}gVD
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: )VQ[}iT
g7323m1=
0j8fU7~6S
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 Gy L9}
...... qG,h
1
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An zuNm!$
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息
kb 74:
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); }@LIb<Y
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 0V6, &rTF
{ q25p3
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 2|7:`e~h
//for next compare ="]lN
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); |8E~C~d
} r.)n>
time_t now = time(0); Mq~E'g4#
struct tm *nowTime = localtime(&now); TeuZVy8a
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", v8F{qT50
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 dWzf C@]
}t#|+T2f
R:n|1]*f3X
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。 ([<{RjPb
W?SAa7+
dump文件内容示例如下: &'`C#-e@
iZk4KX
X8v)yDtw
Detected memory leaks! 'T^MaLK
Dumping objects -> [? "hmSJ
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. !Gnm<|.
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 ^/Hf$tYI!`
... hpQ #`rhn
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. <Z t ]V`-
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 bq5ySy{8
... (~Bm\ Jn
Object dump complete. ]2L11"erP
0 bytes in 0 Free Blocks. BHp>(7,
215968 bytes in 876 Normal Blocks. ] K&ca
0 bytes in 0 CRT Blocks. 6Z1O:Bou
0 bytes in 0 Ignore Blocks. `yq)
y>_
0 bytes in 0 Client Blocks. i|<wnJu
Largest number used: 220044 bytes. n<|8Onw
Total allocations: 7838322 bytes. gna!Q
10 16:29:14 snapshot dump. q=e;P;u
=P,mix|
q2|x$5
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 t ^>07#z
`6-flc0r
解析Dump文件 BO}IN#
xN$V(ZX4
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。 fFVQu\
hQ>$"0K
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 B t3++ Mj
k6DJ(.n'%a
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 IM6n\EZ^
+z9BWo!{I
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 1c/<2 xO~
i.^UkN{
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。