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 {`M\}(E
Vi^vG`L9
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。 Z]DZ:dF
#7'k'(
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 ~&ns?z>x
m6K7D([f
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。 2NjgLXP
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CBm
检查策略分析 wnQy
W,yLGz \
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)。 C<T6l'S{?
LdOme[C1
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 Qt>kythi
0$-|Th:o
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 zx]r.V
D8~\*0->
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: )h0>e9z>Y
k%Tp9x$
2TB'HNTFx
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- /\mYXi\
Tn-2 Tn-1 Tn LQ%QFfC
E.Th}+
`\"<%CCe
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: *}#HBZe(9
[!3cWJCt
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={s"a.(
v_U/0
0
生成内存Dump文件的代码实现 &XI9%h9|
{2T u_2>
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: X|!@%wuGC
_s0)Dl6K
包含内存追踪所需库 (
[a$Z2m
A ep](je
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。 ZQ`4'|"
V6c8o2G;+
90iveb21}
#ifdef _DEBUG jxm#4
//for memory leak check u0k'Jh]K
#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 kiyKL:6D|
#include #Q["[}flVv
#include "O$WfpKX
#endif ONpvx5'#
3w p@OF_
KTmwkZcfYD
启动内存追踪 q)C
Xu
zx:;0Z:S6>
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。 H<ovIMd
IaRwPDj6
WEG!;XZ
//enable leak check UfO='&U^
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); u\@Qze
ARnq~E@1
^jS1g*nrN
将结果输出指向dump文件 $39TP@?:Z)
Dt7z<1-)l
由于默认情况下,内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口,但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏,所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分: Lh-Y5(c
o
h\Y~sm?!`
]lyQ*gM
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 Glx{Zu=
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, 6?.S-.Mr
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 6nsb)7a
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 Syl 9j]
报告级别即为warning) (Lh!7g/0N
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 ^e_uprZWm
QALr
@J6r;4|&
保存内存Dump z.)*/HGJm
xqlnHf<G
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: ]xb2W~
IS[q'Cv*
=I&BO[d
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 A/lznBHR
...... _*sd#
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An n[i:$! ,
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 [GK##z'5
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); v&9:Wd*Iz'
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) W:w SM*
{ k+i0@G'C(
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 m8b-\^eP7
//for next compare &jg>X+;
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); n++ak\
} Unt]=S3u
time_t now = time(0); fo>_*6i74
struct tm *nowTime = localtime(&now); @J^
Oy 3z
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", &IDT[J
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 9|@5eN:N
/&@q*L
y9@j-m&
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。 5=9Eb
>OjK0jiPf
dump文件内容示例如下: d%q&[<'jf
n^qwE
`)w=@9B)"
Detected memory leaks! G'wW-|
Dumping objects -> AhjCRYk+
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. g.8^ )u
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 =mcQe^M
... n
>E1\($
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. *N{k#d/
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 u!It';j
... {Ngut
Object dump complete. pxyFM@Z](
0 bytes in 0 Free Blocks. Ho&f[T(
215968 bytes in 876 Normal Blocks. S @!z'$&
0 bytes in 0 CRT Blocks. "_BWUY
0 bytes in 0 Ignore Blocks. >8vq`,e
0 bytes in 0 Client Blocks. CSWA/#&8>
Largest number used: 220044 bytes. ZN'B@E=p
Total allocations: 7838322 bytes. # M3d =
10 16:29:14 snapshot dump. _|MK0'+f
E2.!|u2
$kR%G{j 4
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。 0R]'HA>
[{`&a#Q
解析Dump文件 ?f:0GE7
?e+y7K}"]
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;u7Z\r-
W5Jb5
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 $Grk{]nT
].QzOV'
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 `!ja0Sq]U
_IxYnm`pc
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 !@T~m1L
eY
mpIR: Im
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。