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 5nF46c
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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。 [J{\Ke0<e1
sE:~+C6o:
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 &rs
1*U)\vK~
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。 S1$lNB
WVZ](D8Gc]
检查策略分析 3u[m? Vw
F \0>/
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)。 *^aEUp6&
ad)jw:n
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 ;YN`E
.bYZkO:oy
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。 /|s~X@%K
RD6n1Wb(@
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: 5-*hAOThg
x%_VzqR`
C GN=kQ
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- I-Q@v`
Tn-2 Tn-1 Tn d?ru8
`D-P}hDm!
0Wkk$0h9
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: (1IYOlG4
epN!+(v
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 \<ko)I#%
%cO^:
生成内存Dump文件的代码实现 r{ >`"
\qf0=CPw8
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: \+M6R<Qw
zEVQ[y6BcM
包含内存追踪所需库 Y-?0!a=e.
b1TIVK3m
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。 g?.y7!m
q\pI&B
cslZ;
#ifdef _DEBUG `' .;U=mF
//for memory leak check DHq#beN
#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 m>{a<N
#include TUBpRABH
#include
?kIyo
#endif "hmLe(jo}
ty8>(N(~
'Z*`~,Q
启动内存追踪 'aWqj+Wbh
\wV^uS
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。 >^6|^rc
KS'n$
TMsc5E
//enable leak check {j6$'v)0
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); 9])Id;+91
C:AD ZJL
|*/-~5"
将结果输出指向dump文件 nR]*RIp5
v,'k2H
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: 3+l8VX&u!
Sa[?B
=Vm3f^
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 w}]BJ<C
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, #iKPp0`K*
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 " Tk,
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 G|oO
报告级别即为warning) o|$r;<o3R
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 \G#_z|'dN
?y-@c]
BG6.,'~7o
保存内存Dump w@"Zjbs`
NCdDG
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: @HzK)%@
6B|OKwL
M"Af_Pbx
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 D<hX%VJ%M
...... We++DWp
_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 /mA\)TL|]
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 QOX'ZAB`
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); 2TG2<wqvE
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) xM=ydRu
{ 8.G<+.
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 1s~rWnhVv
//for next compare (*M0'5
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); x<`^4|<
} 7H*,HZc@=
time_t now = time(0); *LMzq9n3o
struct tm *nowTime = localtime(&now); ^&\pY
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", <FX]n<
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 cTz@ga;!mI
9M^5<8:
Oq$-*N
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 a"i(.(9$J
` ZZ3!$czR
dump文件内容示例如下: p$G3<Z&7
*s#6e}
kh@O_Q`j
Detected memory leaks! ,Ne9x\F
Dumping objects -> H |
C3{9
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. WJxcJE
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 <)pPq+
... M3elog:M
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. Rp;"]Q&b
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |)xWQ KzA
... W[k rq_c-
Object dump complete. .Tm.M7
0 bytes in 0 Free Blocks. 7NT0]j(w-
215968 bytes in 876 Normal Blocks. E=8GSl/Jx
0 bytes in 0 CRT Blocks. ~+d{:WY
0 bytes in 0 Ignore Blocks. A9g/At_
0 bytes in 0 Client Blocks. e|W;(@$<
Largest number used: 220044 bytes.
!4`:(G59
Total allocations: 7838322 bytes. >Tjl?CS
10 16:29:14 snapshot dump. b)x0;8<
$0x+b!_l@
s FJ:09L|
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。 k]C k%[d
am!ssF5s
解析Dump文件 #'},/Lm@
w >%^pO~}`
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。 ;
wxmSX9
;&gk)w6*
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 |QF_E4ISD
$&qLrKJ
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 $UdBZT-
PjX V.gz
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 K2e68GU
WVsj
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。