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内存泄露检测相关

2013年09月19日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5787字 ⁄ 字号 评论关闭

内存泄漏是编程中常常见到的一个问题,我所遇过的原因有两个:

1.分配完内存后忘记回收

2.代码有问题,造成想回收却无法回收,例如:

int* p=new int;
p
=new int;   //p指针修改,原来申请内存的地址没有记录下来,于是无法释放

 下面介绍如何检查内存泄漏:

1.包含头文件和定义

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC   //并非绝对需要该语句,但如果有该语句,打印出来的是文件名和行数等更加直观的信息
#include 
<stdlib.h>
#include 
<crtdbg.h>

(1)#include语句必须采用上文所示顺序。如果更改了顺序,所使用的函数可能无法正确工作

(2)如果有cpp文件无法看到这三行,以下函数就无效了,于是应该把这三行放到一个头文件里,确保每个cpp文件会调用到它

2.方法一:使用_CrtDumpMemoryLeaks()

int main(int argc , char* argv[])
{
    {
new int;}
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    
return 0;
}

output:

Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
 Data: <    > CD CD CD CD
Object dump complete.

其内容包括:内存分配型号(在大括号内)、块类型(普通、客户端或 CRT)、 十六进制形式的内存位置、以字节为单位的块大小、以字节为单位的块大小、前 16 字节的内容(十六进制)

注意:

(1)大括号的位置,如果不加{new int;},这块内存是等到main函数结束才泄漏的,而_CrtDumpMemoryLeaks()是在main函数里调用的,于是判断内存泄漏

class A
{
public:
    
int* Data;
    A()
    {
        Data
=new int;
    }
    
~A()
    {
        delete Data;
    }
};

int main(int argc , char* argv[])
{
    A Test;
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    
return 0;
}

output:

Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
 Data: <    > CD CD CD CD
Object dump complete.

(2)对于一些全局函数,如果初始化时申请了内存,到程序结束时候才释放,此函数会一直把新申请的内存当作泄漏来对待

A Test;
int main(int argc , char* argv[])
{
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    
return 0;
}

output:

Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
 Data: <    > CD CD CD CD
Object dump complete.

2.方法二:在程序入口写几个语句,程序退出时,如果发现有内存泄漏,会自动在DEBUG OUTPUT窗口和DebugView中输出内存泄漏信息

int tmpFlag = _CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG );
 tmpFlag 
|= _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF;
 _CrtSetDbgFlag( tmpFlag );

3.方法三:使用_CrtMemCheckpoint(),可以查出某程序段的内存泄漏情况

int main(int argc , char* argv[])
{
    CrtMemState s1, s2, s3;
    _CrtMemCheckpoint( 
&s1 );
    
new int//程序段
    _CrtMemCheckpoint( &s2 );
    
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) _CrtMemDumpStatistics( &s3 );
    
return 0;
}

output:

 bytes in 0 Free Blocks.
4 bytes in 1 Normal Blocks.
0 bytes in 0 CRT Blocks.
0 bytes in 0 Ignore Blocks.
0 bytes in 0 Client Blocks.
Largest number used: 0 bytes.
Total allocations: 4 bytes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在编程中经常涉及到内存管理,于是便希望有个内存检测器来帮助我们debug。我们想检测内存泄漏,就必须记录程序中的内存分配和释放情况,同时我们也希望能记录内存分配代码所在行号和位置,也就是我们需要重载以下四个全局函数:

void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum);
void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum);
void operator delete(void* Object);
void operator delete[](void* Object);

下面将描述如何实现一个简单的内存检测器

1.获得内存分配代码所在行号和位置

我们需要将缺省的全局new operator替换为带有文件名和行号的版本,代码如下:

#define new new(__FILE__, __LINE__ )

2.建立记录内存分配和释放情况的数据结构NewList

NewList中记录了内存分配代码所在行号、位置、内存分配后获得指针与大小。由于我们想记录整个程序中内存分配和释放情况,于是应实例化一个NewList全局对象NewRecord。

注意:全局对象应放在cpp中,如果放在.h中,.h文件又被多个文件include,于是会出现重定义

3.重载new和delete那四个全局函数

new:(1)分配内存,如果失败了抛出异常 (2)记录相关数据 (3)返回分配所得指针

注意在重载operator new[]时Size为0的情况,这时我们当Size=1;

delete :(1)找到相关数据并删除 (2)释放内存

void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum)
{
    
if (Size==(size_t)0) Size=1;
    
void* Result=::operator new(Size);
    
if (!Result) throw bad_alloc();
    
else
    
{
        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
        NewRecord.Add(Temp);
        
return Result;
    }

}


void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum)
{
    
if (Size==(size_t)0) Size=1;
    
void* Result=::operator new[](Size);
    
if (!Result) throw bad_alloc();
    
else
    
{
        NewListNode Temp(Result, Size, FileName, LineNum);
        NewRecord.Add(Temp);
        
return Result;
    }

}


void operator delete(void* Object)
{
    
if (!Object) return;
    NewRecord.Remove(Object);
    free(Object);
}


void operator delete[](void* Object)
{
    
if (!Object) return;
    NewRecord.Remove(Object); 
    free(Object);
}

4.如何打印出内存泄漏的有关信息

对于打印信息我们会有各种各样不同的要求,譬如输出到控制台,输出到文件,同时输出到控制台跟文件等。每一种情况都实现一个函数显然不可行,为了应付这种情况,我们可以考虑如下数据结构:

class Print{};
class PrintToConsole : public Print{}; 

5.如何使用

(1)让所有代码都#include "DebugNew.h",如果有的代码包含而有的代码不包含,内存分配与释放信息也就记录不准确了。

(2)此代码无法处理多线程的情况

6.使用效果

#include "DebugNew.h"
#include 
<stdlib.h>
#include 
<iostream>
#include 
<conio.h>

using namespace std; 
    
int main(int argc , char* argv[])
{
    
new int;
    Check();
    _getch();
    
return 0;
}

#include "DebugNew.h"
#include 
<stdlib.h>
#include 
<iostream>
#include 
<conio.h>

using namespace std; 
    
int main(int argc , char* argv[])
{
    
int* p=new int;
    delete p;
    Check();
    _getch();
    
return 0;
}

DebugNew.h

 1#ifndef DEBUGNEW_H
 2#define DEBUGNEW_H
 3
 4#include <iostream>
 5#include <stdlib.h>
 6#include "Link.h"
 7#include "Print.h"
 8
 9using namespace std;
10
11class NewListNode
12{
13public:
14    void* Object; //内存分配后获得的指针
15    size_t Size; //内存分配的大小
16    char* FileName; //内存分配代码所在文件位置
17    int LineNum; //内存分配代码所在行号
18
19    NewListNode();
20    NewListNode(void* Buffer, size_t s, char* File, int Line);
21    NewListNode(const NewListNode& Temp);
22}
;
23
24class NewList
25{
26public:
27    Link<NewListNode> Data;
28
29    bool IsEmpty();
30    void Add(const NewListNode& Temp);
31    void Remove(void* Object);
32    void Check();
33}
;
34
35extern void* operator new(size_t Size, char* FileName, int LineNum);
36extern void* operator new[](size_t Size, char* FileName, int LineNum);
37extern void operator delete(void* Object);
38extern void operator delete[](void* Object);
39
40extern void Check();
41extern NewList NewRecord;
42
43#define new new(__FILE__, __LINE__ )
44#endif

 

DebugNew.cpp

  1#include "DebugNew.h"
  2#undef new
  3
  4NewListNode::NewListNode()
  5{
  6    Object=0;
  7    FileName=0;
  8}

  9
 10NewListNode::NewListNode(void* Buffer, size_t s, char* File, int Line)
 11{
 12    Object=Buffer;
 13    Size=s;
 14    FileName=File;
 15    LineNum=Line;
 16}

 17
 18NewListNode::NewListNode(const NewListNode& Temp)
 19{
 20    FileName=Temp.FileName;
 21    LineNum=Temp.LineNum;
 22    Object=Temp.Object;
 23    Size=Temp.Size;
 24}

 25
 26bool NewList::IsEmpty()
 27{
 28    if (Data.GetHead()) return false;
 29    else return true;
 30}

 31
 32void NewList::Add(const NewListNode& Temp)
 33{
 34    Data.AddLast()->Data=Temp;
 35}

 36
 37void NewList::Remove(void* Object)
 38{
 39    Node<NewListNode>* Temp=Data.GetHead();

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