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 !\"C<*5
H5qa7JMZ
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。 \kg2pF[V
J 0s8vAs
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 4}NFa;M1
O ^e
!<bBd
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。 ?.,cWKGQ}
A\: =p
检查策略分析 X*8U%uF
]jy6C'Mp
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)。 yJKezIL\z
4y
P
$l
考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc),这部分内存其实包含了程序运行正常申请,并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L,即:A = N + L %*/?k~53
N>gv!z[E
在后续的运行中,由于N部分不断的申请和释放,所以这部分的总量基本上是不变的,而L部分由于只申请而不释放,占用的内存总量将会越来越大。 Ii4Byyfx
HD`Gi0
将这个结果放到运行时间轴上,现在我们观察程序运行中的20分钟,我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟,时间轴如下: 35c9c(A
lSbAZ6
)W c#?K
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- u`("x5sa
Tn-2 Tn-1 Tn 0TVO'$Gvi
5))?,YkrrI
0dnm/'L
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: np)-Yzr
a Y{E'K=
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。 !E$S&zVMQ
*1>XlVx,
生成内存Dump文件的代码实现 0<o#;ZQ]
H,\c"
要完成如上的策略,我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况,并且在运行时将分配情况保存到文件中,以便进行比较分析,所幸m$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}?cAo2N
vK$T$SL
包含内存追踪所需库 JBg",2w |C
38 B\ \
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。 Y$'fds4P
s+0$_&xR
6?hv,^
#ifdef _DEBUG r3iNfY b
//for memory leak check Fl|u0SY
#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 ?EYF61?
rw
#include B8;ZOLAU
#include (M[Kh ^
#endif (]iw#m{
h~F uuL
Q[g%((DL
启动内存追踪 Gq0~&6
nYE_WXY3V
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。 8LiRZ"
OBj.-jL
snN1
//enable leak check P;A"`Il
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); ~ae68&L6
GR|Vwxs<@P
F.T~txQ~u
将结果输出指向dump文件 M/B_-8B_D
Ebp8})P/~
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: -;Hd_ ~O>j
;E##bdSCA
we{*%8I;
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 }F@`A?k
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, <H#D/?n5
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 ;rk}\M$+
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 JU"!qXQr
报告级别即为warning) bC)<AG@Z\
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 LkNfcBa_
[KCh,'&
W_M]fjL.
保存内存Dump 4jar5Mz
Z0E+EMo
完成了以上的设置,我们就可以在程序中添加如下代码,输出内存dump到指定的dump文件中: czedn_}%Q
SX*os$
~A"ODLgU9
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 {;z3$/JB
...... )V9$ P)
_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%>/
e'(
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 La3f{;|u5M
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); |w\D6d]o
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) qQVqS7 t
{ CZ1tqAk-
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 J7mT&U&Ru
//for next compare NO6. qWl
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); I80.|KIv
} |F6C&GNYT
time_t now = time(0); a@m>S$S
struct tm *nowTime = localtime(&now); /T_tI R>
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", N}s[0s
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 uOZ+9x(
@ZT25CD
+mAMCM2N
以上代码最好放在一个函数中由定时器定期触发,或者手动snapshot生成相等时间段的内存dump。 }g(aZ
R=8!]Oi6
dump文件内容示例如下: YB)1dzU
E{lq@it32p
"jAV7lP
Detected memory leaks! 7E|0'PPR
Dumping objects -> S:
/ShT
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. l*%?C*
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 /$ L;m
... `[Lap=.'.
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. -4X,x
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 v "oO
... zwAuF%U
Object dump complete. \@I.K+hj$
0 bytes in 0 Free Blocks. 7b
Gzun&
215968 bytes in 876 Normal Blocks. Nz$OD_]
0 bytes in 0 CRT Blocks. s-k-|4
0 bytes in 0 Ignore Blocks. LscAsq<H<
0 bytes in 0 Client Blocks. f'r/Q2{n
Largest number used: 220044 bytes. `&0?e-
Total allocations: 7838322 bytes. Wx:_F;
10 16:29:14 snapshot dump. S, Oy}Nv
l65'EO|
ztb2Ign<
上面红色部分即为用户代码中分配而未释放的内存块位置。 =Jem.Ph
=m-_0xo
解析Dump文件 m,=$a\UC
~ocd4,d=
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。 u4Vc:n
0aGfz=V&
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 vy-{BH
d8Upr1_
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 ?u8+F
.,EZ-&6{
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-u,6c
t,MK#Ko
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。