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 L)4~:f)B
e*}:tH
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。 ysPm4am$
l *{Bz5hc
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 HCCq9us
/ !y~Q|<|=
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。 6=Wevb5YJ
SurreD<x
检查策略分析 ?:&2iW7z
@^DVA}*b)
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||ds
@eDs)mY
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 KYwUkuw)
[ LQOP3f
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。 vz|(KN[
6QJ.=.>b
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: C]fX=~?bGQ
? JTTl;
[-i&)eX
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- P#Whh
Tn-2 Tn-1 Tn 1k^$:'
F|VKrH.
We\i0zUU
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: ~d3@x\I?
eo@8?>}{X
Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n,N为正常分配内存,dL*n为内存泄漏量的总和,而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意,我们这里不考虑释放的内存量,仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。 >ts}\.(]
.5AFAGv_c
生成内存Dump文件的代码实现 d`C$vj
NFP h}D
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: o4OB xHKy
*]}F=dtR k
包含内存追踪所需库 @2mWNYHR*>
rA^=;?7Q
在StdAfx.h中添加如下代码,注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC,否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。
?6>*mdpl
+>%51#2.Q
8'_MCx(
#ifdef _DEBUG +v'2s@e`
#
//for memory leak check =v'Aub
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止 4[&&E7]EX
#include N8k=c3|
#include 5UOqS#"0
#endif 2b,edJVt?
Lb?q5_
)q.ZzijG/
启动内存追踪 'U*#71S
dh.{lvlX|
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 .t8hTlV?<B
/I1n${{5
'rS\9T
//enable leak check ,qo^G0XO
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); mXS"nd30bD
zGNW5S9G
mlLqQ<
将结果输出指向dump文件 u!HX`~q+A
(+0(A777M
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: zg@i7T
z@o6[g/*Q
(C1~>7L
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 VbMud]40F
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, P-$ ,
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 ,grx'to(X
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 ^^*L;b>I
报告级别即为warning) i(.V`G=
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 b:r8r}49
e@;'# t
3$Vx8:Rhdn
保存内存Dump -ah)/5j
Qx3eEt@X5]
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: !`4ie
/OB) \{-
)db:jPkwd
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 a(*"r:/lD
...... )f8 ;ze
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An ?.uhp
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 k@s<*C
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); ixK9/5T
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 08{^Ksg
{ -;ra(L`
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 [s\8@5?E
//for next compare c0HPS9N\
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); ^$C&{%
} :VWN/m
time_t now = time(0); )4-!]NsV
struct tm *nowTime = localtime(&now); 6uKth mr
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", !Q<3TfC
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 Wd+G)Mu_=
:SW
vH- ]
CB,2BTtRE
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。 TQ:e!
32
\kf
n,m
dump文件内容示例如下: FV7'3fIa
-!mtLaLw
Gc*=n*@^K
Detected memory leaks!
zY@0R`{@p
Dumping objects -> nk_X_y
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. GA`
bWl
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 r..f$FF)\
... c`hENPhW
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. #8
^b]
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 -sdzA6dp
... Gd`7Tf)'
Object dump complete. f*88k='\W
0 bytes in 0 Free Blocks. (UhJ Pco"
215968 bytes in 876 Normal Blocks. }EHL
}Q
0 bytes in 0 CRT Blocks. Q9h=1G\K
0 bytes in 0 Ignore Blocks. 5} <OB-9
0 bytes in 0 Client Blocks. E(_k#X
Largest number used: 220044 bytes. Rq e|7/As
Total allocations: 7838322 bytes. ZZwIB3sNhf
10 16:29:14 snapshot dump. zBwqIJfM
u|.|dv'mbp
,)!%^~v
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 ntB#2S
;@Z1y
解析Dump文件 lj8ficANo
S!x;w7j
前面我们已经通过dump文件获取到各时刻点的内存dump,根据前面的分析策略,我们只需要将第n次dump的内存块分配情况An,与第n-1次dump内存块分配情况An-1作比较,即可定位到发生内存泄漏的位置。由于dump文件一般容量巨大,*人工进行对比几乎不可能,所以仅介绍比较的思路,各位需要自行制作小工具进行处理。 ?azLaAG
R
>SZE"
1、提取两个相邻时间点的dump文件D1和D2,设D1是D2之前的dump y1~
QKz
cTn(Tv9s
2、各自提取dump文件中用户代码分配的内存块(即有明确代码位置,而且为normal block的内存块),分别根据内存块ID(如“d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705}”红色部分)保存在列表L1和L2 VAjl?\}6
{q+gm1iC
3、遍历列表L2,记录内存块ID没有在L1中出现过的内存块,这些内存块即为可能泄漏的内存 AS:k&t
f<$*,P
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。