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 N
J3;[qJ
gZ @+62
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。 5EYGA\
.9~j%]q
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 dC C*|b8h
hU?DLl:bXF
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。 MAh1tYs4D
o[Iu9.zJpy
检查策略分析 f{BF%;
AuNUW0/
7
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)。 f%G\'q]#F
u`MMK4 %
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 hD6BP
dNACE*g;q
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。 lF}[ YL
>pq~ &)^u
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: @16GF!.
rN0<y4)!
sJ6.3=
c
----------------|--------------------|-------------------|---------------------------- 8>KUx]AN
Tn-2 Tn-1 Tn 1lw%RM
~\":o:qyc
{>>X3I
三点间隔均为10分钟,则我们有如下结论: 3?Pg
;
zPt<b!q
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。 `Ba]i) !
#g{R+#fm
生成内存Dump文件的代码实现 -FZC|[is
fi?4!h
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$已经为我们提供了一整套手段,可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下: DbGS]k<$
GJ9>i)+h;
包含内存追踪所需库 yD+4YD
C`5'5/-.
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。 yl[I'fX66
HTQZIm
-WC0W
#ifdef _DEBUG j|!,^._i
//for memory leak check (< +A w7
#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 (Pc>D';{S
#include Fh #QS'[
#include 7l *
&Fh9;
#endif e]4$H.dP
2<D| {
X^\D"fmE.
启动内存追踪 \n<!
ld
VLuHuih
上述步骤完成后,则可以在应用程序启动处添加如下代码,启动内存追踪,启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况,并允许将结果输出。 erH,EE^-x<
)/RG-L
4'QX1p
//enable leak check uw;Sfx,s
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG); x|O7}oj
v,w af`)J
Giyh( DL
将结果输出指向dump文件 yE}\4_0I/
&8$v~
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: *5)UIRd
>Hf{Mx{<
gk6f_0?X'
HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄 1!z{{H;W
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, n`,
<g
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件 )vW'g3u _
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件(注意dump的 *Fy6-CC1
报告级别即为warning) "Zp&7hI
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件 2e_ Di(us
Qs1p
\.L jA_
保存内存Dump "J(M. Y
^r~[3NT
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: wf8{v
^{M$S0g|N
4=Th<,<
_CrtMemState s1, s2, s3;//定义3个临时内存状态 t;* zr*
...... (*S<2HN5
_CrtDumpMemoryLeaks();//Dump从程序开始运行到该时刻点,已分配而未释放的内存,即前述An Am,{Fj
//以下部分非必要,仅为方便后续分析增加信息 +?J N_aR
_CrtMemCheckpoint( &s2 ); A
\/~u"Y
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) A@V$~&JCL5
{ M}8P _<,
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );//dump相邻时间点间的内存块变化 #9,8{ O"
//for next compare g+#<;Gbpe
_CrtMemCheckpoint( &s1 ); h>pu^ `hk
} Xg dBLb
time_t now = time(0); /4x\}qvU
struct tm *nowTime = localtime(&now); Q yqOtRk
_RPT4(_CRT_WARN,"%02d %02d:%02d:%02d snapshot dump.\n", 'K7\[if{
nowTime->tm_mday, nowTime->tm_hour,nowTime->tm_min,nowTime->tm_sec);//输出该次dump时间 En\@d@j<u
r=Xo; d*TE
;,77|]<XE
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。 Oiib2Ov
#b ^6>
dump文件内容示例如下: ~1O|4mssS
\F|)w|v
'+9<[]
Detected memory leaks! od=hCQ1>
Dumping objects -> orjtwF>^
{20575884} normal block at 0x05C4C490, 87 bytes long. Z9vMz3^N
Data: 02 00 1D 90 84 9F A6 89 00 00 00 00 00 00 00 00 -06G.;W\^
... ;\K]~
d:\xxxxx\xxxworker.cpp(903) : {20575705} normal block at 0x05D3EF90, 256 bytes long. TiD#t+g
Data: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ?I+{S
... hF'VqJS
Object dump complete. u@Hz7Q}
P
0 bytes in 0 Free Blocks. 5}%R
215968 bytes in 876 Normal Blocks. #)'Iqaq7
0 bytes in 0 CRT Blocks. )LGVR3#
0 bytes in 0 Ignore Blocks. . 1kB8&}
0 bytes in 0 Client Blocks. xJ>5 ol
Largest number used: 220044 bytes. D!.c??
Total allocations: 7838322 bytes. Y(UK:LZ'
10 16:29:14 snapshot dump. ,`f]mv l
Im6gWDdq@6
v0C+DKi
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。 |]G%b[
aM~IRLmK
解析Dump文件 cKTjQJ#
riW9l6s'
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。 J _rrc;F
}ny7LQ
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 #B\s'j[A"
j|KDgI<0
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 -,yp?<
]Thke 4
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 t4oD> =,92
<tvLKx
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。