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 Dqwd=$2%
8aRmHy"9l
空间,也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说,最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放,对于一般小应用程序来说,一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候,将会使系统可用内存飞速减少,最后耗尽系统资源,导致系统崩溃。 Bw`? zd\*
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fAb@}2
所以学会如何防止并检查内存泄漏,是一个合格的c++程序员必须具备的能力。但是由于内存泄漏是程序运行并满足一定条件时才会发生,直接从代码中查出泄漏原因的难度较大,而且一旦内存泄漏发生在多线程程序中,从大量的代码中要靠人工找出泄漏原因,无论对新人还是老手都是一场噩梦 (?XIhpd
!7#*Wdt+P
本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法,供各位新人老手参考,在VC6中实现需要做一些变动,详情可自行参照相关资料。 q |Pebe=
=w _T{V
检查策略分析 qa~ju\jm.
dXY}B=C
首先,假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况,我们无法确定具体的内存泄漏速度,但是我们可以确定该程序在一定时间内(如10分钟)泄漏的内存量是接近的,设为L(eak)。 P*?2+.
r
SoT]6/
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L }/NjZ*u
p.4Sgeh#
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 ^HP$r*
;*Y+. ?>a
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: t*BCpC}
30Q77,Nsny
5$Kv%U
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- .|L9}<
Tn-2 Tn-1 Tn 60>g{1]
loq2+(
^5 "yY2}-
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: ;Cx`RF
w
&];W#9"Z
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 n.5M6i/~a
HH(2
生成内存Dump文件的代码实现 ],R\oMYy|P
-2U|G
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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: 1T~`$zS7
d*([!!i
包含内存追踪所需库 BUh(pS:
1,Pg^Xu
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。 "Gqas bX
TK>~)hc}
l!j=em@
#ifdef _DEBUG 7X$pgNRx/a
//for memory leak check <Z]j89wzDZ
#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 E){ODyk
#include (]fbCH:
#include
8rU| Oh
#endif 2Z^p)
8193d%Wb
@1pfH\m
启动内存追踪 KV{
\!>qtFT
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。 ZL!5dT&@W
Ix=(f0|
!]7L9TGn
//enable leak check ky]L`w
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); ]wbV1Y"
"x_G6JE4tv
_a?x)3\v
将结果输出指向dump文件
G}WY0FC6
6(A"5B=\
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: m5?t<H~
pwVGe|h%,
q8e] {sT'!
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 [zrFW
g6N
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, daQJ{Cd,w
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 dt<P6pK-
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 &)!N5Veb
报告级别即为warning) KmD#Ia
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 E%Ysyk
j{ri]?p
RSjcOQ8&.w
保存内存Dump 4>HQ2S{t
!Xq5r8]
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: +f^|Yi
&" yoJ<L
<\
".6=E#W
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 d.U"lP/)D
...... iNL>TVUM
_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
? EhIK
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 <{eJbN p
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); %wJ>V-\e
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) N_0B[!B]
{ ZU7u>
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 g</Mk^CE
//for next compare <@n3vO6
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); ronZa0
} E.x<J.[Y
time_t now = time(0); `P;3,@
e
struct tm *nowTime = localtime(&now); AY9#{c>X
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", 1l}fX}5%I;
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 d=HD!
e
&D7Mv5i0@
}?U
#@ h
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。 j#VR>0oC]\
)b|xzj @
dump文件内容示例如下: m\ @Q}
`7 Nk;
!,DA`Yt
Detected memory leaks! Qz<i{r-z
Dumping objects -> %W2
o`W$
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. S)^eHuXPI
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 jyRz53
... ch/DBu
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. O3p<7`K<4
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 -}>H3hr
... > mP([]
Object dump complete. AD'c#CT
0 bytes in 0 Free Blocks. ,YrPwdaTB
215968 bytes in 876 Normal Blocks. !3*%-8bp
0 bytes in 0 CRT Blocks. 2<_|1%C
0 bytes in 0 Ignore Blocks. X&%;(`
0 bytes in 0 Client Blocks. m]VOw)mBF
Largest number used: 220044 bytes. 3e;ux6
Total allocations: 7838322 bytes. $h1pL>^J
10 16:29:14 snapshot dump. V67<Ky>
pvM`j86 _
+'9xTd
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。 )EsFy6K:
"!o|^nN,
解析Dump文件 *Y ?&N2@c
,Mn?h\
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。 2cv=7!K4Uv
5pxw[c53#
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 ~/Kqkhq+c
2&<&q J
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 6?l|MU"Q.
~:UAL}b{\~
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 Rap_1o9#\
<'P+2(Oi
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。