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%&~
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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。 !|H,g wqU
G:tY1'5
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 Abt<23$h
f5Gn!xF
本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法,供各位新人老手参考,在VC6中实现需要做一些变动,详情可自行参照相关资料。 YI,t{Wy
-9,~b9$
检查策略分析 5:f!EMb
/]!2k9u\
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)。 yxp,)os:
EGQgrwY5
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 ob;|%_
d8w3Oz54
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。 d-+jb<C&
;..z)OP_
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: 'kcR:5B
c:7F
2+p
NGl
8*Af
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- <%S)6cw(3
Tn-2 Tn-1 Tn ; /K6U
_r{H)}9
f?)7MR=
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: .G!xcQ`?
$$1t4=Pz
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。 W
wPzm?30
ge
GhM>G
生成内存Dump文件的代码实现 'A7!@hVy
D48e30
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: jL"V0M]c
bN zb#P#hP
包含内存追踪所需库 >aO.a[AM
K(
: NshM
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。 c]SXcA;Pmv
TUw+A6u:p
$l05VZ
#ifdef _DEBUG ;m<22@,E&
//for memory leak check $on"@l%U
#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 eD4D<\*
#include }^!8I7J.
#include #aX+?z\4
#endif vS#Y,H:yAj
<$6r1y*G
|\/`YRg>
启动内存追踪 w; [ndZCY7
<'n'>@
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 k!?sHUAj
S$~T8_m^U
99<]~,t=5
//enable leak check ,X+LJe$
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); eh\_;2P
bTBV:]w
2/Xro rV
将结果输出指向dump文件 j) G<PW
%rE:5)
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: 9:DT+^BB
3jSt&+
73Zx`00
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 G>siyUh
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, GkwdBy+
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 Dj?84y
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 z):LF<
报告级别即为warning) |ry![\
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 O0Z!*Hy
k4N_Pa$}\
vIq>QXb;d
保存内存Dump :.DZ~I
M Ewa^
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: xDqJsp=]-
91f{qq=#J{
v2Ft=_*G|
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 WiU-syNh
...... Dj9v9
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An @\*`rl]
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 9%#u,I
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); 'c7'iDM
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) u0Q6+U
{ g5&ZXA
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 @23?II$=@
//for next compare %LM2CgH
V
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); wZUZ"Y}9
} .8%&K0
time_t now = time(0); D6I-:{ws
struct tm *nowTime = localtime(&now); (G6lr%d
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", wiFA3_\G
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 H\%^n<]#
!We9T )e
*/_$' /qV
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 /KTWBcs 7
(^HU|
dump文件内容示例如下: =L\&}kzB
2tw3 =)
/$\N_`bM
Detected memory leaks! 9oj#5Hq
Dumping objects -> M!`&Z9N
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. Od("tLIO}I
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 Mdw"^x$7
... NwcRH9};i
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. x%yzhIRR
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ]>/oo =E
... 3,"G!0 y.
Object dump complete. L9]y~[R:
0 bytes in 0 Free Blocks. 'WNq/z"X
215968 bytes in 876 Normal Blocks. 5oe{i/#di
0 bytes in 0 CRT Blocks. XI'.L ~
0 bytes in 0 Ignore Blocks. 03n+kh
0 bytes in 0 Client Blocks. kmg/hNtN
Largest number used: 220044 bytes. =B{B?B"r
Total allocations: 7838322 bytes. wii.0~p
10 16:29:14 snapshot dump. e +Ikw1y"f
Z5V_?bm$
.wO-2h{Q
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。 j;<s!A#
I.gF38Mx
解析Dump文件 6T5\zInd
'5lwlF
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。 ^v&"{2
GP(nb,
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 v*kX?J#]5
s$kvLy<
2、各自提取dump文件中用户代码分配的内存块(即有明确代码位置,而且为normal block的内存块),分别根据内存块ID(如“d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705}”红色部分)保存在列表L1和L2 O!'gylj/
+V9 (4la
3、遍历列表L2,记录内存块ID没有在L1中出现过的内存块,这些内存块即为可能泄漏的内存 J'%W_?wZ
V$_.&S?(Y
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。