内存泄漏检测组件的实现

内存泄漏是在没有自动GC的编程语言里面，经常发生的一些问题。要实现一个内存泄露的检测组件，有两个需求：

1. 能够检测出来内存泄漏
2. 能够判断出来哪一个地方的申请没有释放（哪一行引起的泄漏）

方案1：借助mtrace

mtrace是一个Linux系统下的内存泄漏检测工具，它可以跟踪程序中的内存分配和释放操作，并记录每个内存块的分配和释放位置。通过分析mtrace的输出，我们可以找到内存泄漏的地方。

下面是一个简单的示例程序，演示如何使用mtrace来检测内存泄漏：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mcheck.h>

int main() {
   
    setenv("MALLOC_TRACE", "trace.log", 1);
    mtrace();
    int* p = malloc(sizeof(int));
    free(p);
    muntrace();
    return 0;
}

在这个程序中，我们使用了mcheck.h头文件中的mtrace和muntrace函数来启用和禁用内存跟踪功能。在程序开始时，我们通过调用setenv函数设置环境变量MALLOC_TRACE，将内存跟踪日志输出到文件trace.log中。然后，我们调用mtrace函数启用内存跟踪。在程序结束时，我们调用muntrace函数禁用内存跟踪。

运行程序后，mtrace会记录程序中的内存分配和释放操作，并将跟踪日志输出到文件trace.log中。我们可以使用mtrace命令行工具来分析这个日志文件，找到内存泄漏的地方。例如，假设trace.log文件的内容如下：

Memory not freed:
-----------------
         Address     Size     Caller
0x0000000000602010     0x4  at /home/user/test.c:8

这个日志文件告诉我们，程序在文件test.c的第8行分配了一个4字节的内存块，但是没有释放它。通过查看日志文件中的Caller字段，我们可以找到这个内存块的分配位置。在这个例子中，我们可以看到，这个内存块是在test.c文件的第8行分配的。

需要注意的是，mtrace只能检测到使用malloc和free函数分配和释放的内存块，对于其他的内存分配和释放操作，mtrace可能无法正确地跟踪和记录。此外，mtrace会增加程序的运行时间和内存占用，因此在生产环境中应该谨慎使用。

方案2

实现自定义的内存分配和释放函数，它会在每次内存分配和释放时将分配和释放的地址、大小、文件名和行号等信息输出到一个以分配地址为名的文件中。这样可以方便地跟踪内存分配和释放的位置和大小，以便检测内存泄漏和其他内存相关的问题。

这个实现的原理是，在每次内存分配时，先调用系统的malloc函数分配内存，然后根据分配的地址生成一个文件名，并将分配的地址、大小、文件名和行号等信息输出到文件中。在每次内存释放时，先根据释放的地址生成文件名，然后从文件系统中删除对应的文件，并调用系统的free函数释放内存。

需要注意的是，这个实现并不是线程安全的，如果在多线程环境中使用，可能会出现竞争条件。此外，这个实现也会增加程序的运行时间和磁盘占用，因此做测试用就好。

void *_malloc(size_t size, char *filename, int line)
{