C++中内存泄漏的检测

xiaoxiao2021-02-28  75

原文地址:https://www.cnblogs.com/herenzhiming/articles/5292058.html 首先我们需要知道程序有没有内存泄露,然后定位到底是哪行代码出现内存泄露了,这样才能将其修复。最简单的方法当然是借助于专业的检测工具,比较有名如BoundsCheck,功能非常强大,相信做C++开发的人都离不开它。此外就是不使用任何工具,而是自己来实现对内存泄露的监控,分如下两种情况: MFC 中检测内存泄漏假如是用MFC的程序的话,很简单。默认的就有内存泄露检测的功能。我们用VS2005生成了一个MFC的对话框的程序,发现他可以自动的检测内存泄露.不用我们做任何特殊的操作仔细观察,发现在每个CPP文件中,都有下面的代码:#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endifDEBUG_NEW 这个宏定义在afx.h文件中,就是它帮助我们定位内存泄漏。    在含有以上代码的cpp文件中分配内存后假如没有删除,那么停止程序的时候,VisualStudioOutput窗口就会显示如下的信息了:Detected memory leaks!Dumping objects ->d:\code\mfctest\mfctest.cpp(80) : {157} normal block at 0x003AF170, 4 bytes long. Data: < > 00 00 00 00 Object dump complete.Output窗口双击粗体字那一行,那么IDE就会打开该文件,定位到该行,很容易看出是哪出现了内存泄露。二.检测纯C++的程序内存泄露我试了下用VisualStudio建立的Win32 Console ApplicationWin32 Project项目,结果都不能检测出内存泄露。下面一步一步来把程序的内存泄露检测的机制建立起来。首先,我们需要知道C运行库的Debug版本提供了许多检测功能,使得我们更容易的Debug程序。在MSDN中有专门的章节讲这个,叫做Debug Routines,建议大家先看看里面的内容吧。我们会用到里面很重要的几个函数。其中最重要的是 _CrtDumpMemoryLeaks();自己看MSDN里的帮助吧。使用这个函数,需要包含头文件crtdbg.h该函数只在Debug版本才有用,当在调试器下运行程序时,_CrtDumpMemoryLeaks 将在“Output(输出)”窗口中显示内存泄漏信息.写段代码试验一下吧,如下: 检测内存泄露版本一:#include "stdafx.h"#include <crtdbg.h>int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){    int* p = new int();    _CrtDumpMemoryLeaks();    return 0;} 运行后,在Output(输出)窗口,显示了如下的信息:Detected memory leaks!Dumping objects ->{112} normal block at 0x003AA770, 4 bytes long. Data: <    > 00 00 00 00 Object dump complete. 但是这个只是告诉我们程序有内存泄露,到底在哪泄露了一眼看不出来啊。   看我们的检测内存泄露版本 二: #include "stdafx.h" #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include <crtdbg.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK #endif int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {       int* p = new int();       _CrtDumpMemoryLeaks();       return 0; }   该程序定义了几个宏,通过宏将Debug版本下的new给替换了,新的new记录下了调用new时的文件名和代码行.运行后,可以看到如下的结果: Detected memory leaks!Dumping objects ->d:\code\consoletest\consoletest.cpp(21) : {112} client block at 0x003A38B0, subtype 0, 4 bytes long. Data: <    > 00 00 00 00 Object dump complete.  呵呵,已经和MFC程序的效果一样了,但是等一等。看下如下的代码吧: int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {       int* p = new int();       _CrtDumpMemoryLeaks();       delete p;       return 0; } 运行后可以发现我们删除了指针,但是它仍然报内存泄露。所以可以想象,每调用一次new,程序内部都会将该调用记录下来,类似于有个数组记录,假如delete了,那么就将其从数组中删除,而_CrtDumpMemoryLeaks()就是把这个数组当前的状态打印出来。所以除了在必要的时候Dump出内存信息外,最重要的就是在程序退出的时候需要掉用一次_CrtDumpMemoryLeaks();假如程序有不止一个出口,那么我们就需要在多个地方都调用该函数。更进一步,假如程序在类的析构函数里删除指针,怎么办?例如: #include "stdafx.h" #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include <crtdbg.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK #endif class Test { public:    Test()       {      _p = new int();      }     ~Test()      {      delete _p;           }     int* _p; }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {       int* p = new int();       delete p;       Test t;       _CrtDumpMemoryLeaks();       return 0; }   可以看到析构函数在程序退出的时候才调用,明明没有内存泄露,但是这样的写法还是报了。  如何改进呢,看检测内存泄露版本三: #include "stdafx.h" #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include <crtdbg.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK #endif class Test {   public:     Test()       {      _p = new int();      }     ~Test()      {      delete _p;           }     int* _p; }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {       _CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );       int* p = new int();       delete p;       Test t;       return 0; _CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );该语句在程序退出时自动调用 _CrtDumpMemoryLeaks。必须同时设置 _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF.这样,该版本已经达到了MFC一样的效果了,但是我觉得光这样还不够,因为我们只是在Output窗 口中输出信息,对开发人员的提醒还不明显,经常会被遗漏,而且很多人就算发现了内存泄露,但是不好修复,不会严重影响到程序外在表现,都不会修复。怎么样 能让开发人员主动的修复内存泄露的问题呢?记得曾经和人配合写程序,我的函数参数有要求,不能为空,但是别人老是传空值,没办法了,只好在函数开始验证函 数参数,给他assert住,这样程序运行时老是不停的弹出assert,调试程序那个烦压,最后其他程序员烦了,就把这个问题给改好了,输入参数就正确了。所以我觉得咱要让程序员主动去做一件事,首先要让他觉得做这个事是能减轻自己负担,让自己工作轻松的。呵呵,那咱们也这样,当程序退出时,检测到内存泄露就让程序提示出来。  看检测内存泄露版本四: #include "stdafx.h" #include <assert.h> #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include <crtdbg.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK#endif void Exit() {       int i = _CrtDumpMemoryLeaks();       assert( i == 0); } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {       atexit(Exit);       int* p = new int();       return 0; } 该版本会在程序退出时检查内存泄露,假如存在就会弹出提示对话框. atexit(Exit);设置了在程序退出时执行Exit()函数。 Exit()函数中,假如存在内存泄露,_CrtDumpMemoryLeaks()会返回非0值,就会被assert住了。到这个版本已经达到可以使用的程度了。但是我们还可以做些改进,因为真要准确的检测到代码中所有的内存泄露,需要把代码中的#define……拷贝到所有使用new的文件中。不可能每个文件都拷贝这么多代码,所以我们可以将他提取出来,放在一个文件中,比如我是放在KDetectMemoryLeak.h中,该文件内容如下:#pragma once#ifdef _DEBUG#define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)#else#define DEBUG_CLIENTBLOCK#endif#define _CRTDBG_MAP_ALLOC#include <stdlib.h>#include <crtdbg.h>#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_CLIENTBLOCK#endif然后将KDetectMemoryLeak.h包含在项目的通用文件中,例如用VS建的项目就将其包含在stdafx.h中。或者我自己建的一个Common.h文件中,该文件包含一些通用的,基本所有文件都会用到的代码。             #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK #endif   //#ifdef   _DEBUG  //#define   DEBUG_NEW   new(__FILE__,   __LINE__)  //#else  //#define   DEBUG_NEW   new  //#endif  //#define   new   DEBUG_NEW    _CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF|_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF );
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