C/C++程序内存泄漏检测

于 2012-02-17 16:45:14 发布
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分类专栏： C++ 文章标签： include delete file null 工具 leak





C++内存泄露的检测（一）

一
Visual Studio 调试器和 C 运行时 (CRT) 库为我们提供了检测和识别内存泄漏的有效方法。主要使用函数：_CrtDumpMemoryLeaks();

二 实例
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC    // 输出更详细的report
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
// 以上的内容必须放在其他include的前面

#include <vector>

class MyClass
{
private:
    int *p;
public:
    MyClass()
    {
        if(p != NULL)
        {
            p = new int(0);
        }
    }
    ~MyClass()
    {
        if(p != NULL)
        {
            delete p;
            p = NULL;
        }
    }
};

int _tmain( int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int *i = NULL; // better for read
    i = new int(0);    
    int *&y = i; // pointer's reference

    MyClass *pMyClass = new MyClass();

    std::vector<MyClass*> myClasses;
    myClasses.push_back(new MyClass());
    myClasses.push_back(new MyClass());

    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

三说明
1）只对debug模有用，可以在程序运行后在vs的ide的output的最后看到泄露的检测结果。
2）可以检测系统类型，自定义类型和stl 容器。
3）#define _CRTDBG_MAP_ALLOC   //包含该宏定义输出更详细的report
      #include <stdlib.h>
      #include <crtdbg.h>
      //以上的内容必须放在其他include的前面，否则可能使上面定义的宏失效。
4）如果程序有统一的退出口，则在退出时调用_CrtDumpMemoryLeaks();
5）如果程序有多个出口，则可以在程序开始处包含下面的调用：_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );这条语句无论程序在什么地方退出都会自动调用 _CrtDumpMemoryLeaks。

四 更多（更多的API和demo的下载）
http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/fxszt639(VS.80).aspx

五 其他同类文章
http://www.cppblog.com/zhouhuishine/archive/2008/01/22/41609.html


C++内存泄露的检测（三）



一 简单的对内存的分配和释放跟踪，并将结果输出到console，它也是一般C++内存泄露的检测原理，来自C++编程思想：
（比较简单，大家都可以看的明白的哦）实现如下：

MemCheck.h
// : C02:MemCheck.h
#ifndef MEMCHECK_H
#define MEMCHECK_H
#include <cstddef>   //  for size_t

 //  Hijack the new operator (both scalar and array versions)
void*  operator  new(std::size_t,  const  char*,  long);
void*  operator  new[](std::size_t,  const  char*,  long);
#define new new (__FILE__, __LINE__)

extern  bool traceFlag;
#define TRACE_ON() traceFlag = true
#define TRACE_OFF() traceFlag = false

extern  bool activeFlag;
#define MEM_ON() activeFlag = true
#define MEM_OFF() activeFlag = false

#endif
///:~

MemCheck.cpp
// : C02:MemCheck.cpp {O}
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
using  namespace std;
#undef new

//  Global flags set by macros in MemCheck.h
bool traceFlag =  true;
bool activeFlag =  false;

namespace  {

// Memory map entry type
struct Info {
  void* ptr;
  const char* file;
  long line;
};

// Memory map data
const size_t MAXPTRS = 10000u;
Info memMap[MAXPTRS];
size_t nptrs = 0;

// Searches the map for an address
int findPtr(void* p) 
{
  for (int i = 0; i < nptrs; ++i)
    if (memMap[i].ptr == p)
      return i;
  return -1;
}

void delPtr(void* p)
{
  int pos = findPtr(p);
  assert(p >= 0);
  // Remove pointer from map
  for (size_t i = pos; i < nptrs-1; ++i)
    memMap[i] = memMap[i+1];
  --nptrs;
}

// Dummy type for static destructor
struct Sentinel 
{
  ~Sentinel()
  {
    if (nptrs > 0) 
    {
      printf("Leaked memory at:\n");
      for (size_t i = 0; i < nptrs; ++i)
        printf("\t%p (file: %s, line %ld)\n",
          memMap[i].ptr, memMap[i].file, memMap[i].line);
    }
    else
      printf("No user memory leaks!\n");
  }
};

// Static dummy object
Sentinel s;

}  //  End anonymous namespace

 //  Overload scalar new
void*  operator  new(size_t siz,  const  char* file,
   long line)  {
  void* p = malloc(siz);
  if (activeFlag)
  {
    if (nptrs == MAXPTRS)
    {
      printf("memory map too small (increase MAXPTRS)\n");
      exit(1);
    }
    memMap[nptrs].ptr = p;
    memMap[nptrs].file = file;
    memMap[nptrs].line = line;
    ++nptrs;
  }
  if (traceFlag) 
  {
    printf("Allocated %u bytes at address %p ", siz, p);
    printf("(file: %s, line: %ld)\n", file, line);
  }
  return p;
}

//  Overload array new
void*  operator  new[](size_t siz,  const  char* file,
   long line)  {
  return operator new(siz, file, line);
}

//  Override scalar delete
void  operator delete( void* p) 
{
  if (findPtr(p) >= 0) 
  {
    free(p);
    assert(nptrs > 0);
    delPtr(p);
    if (traceFlag)
      printf("Deleted memory at address %p\n", p);
  }
  else if (!p && activeFlag)
    printf("Attempt to delete unknown pointer: %p\n", p);
}

//  Override array delete
void  operator delete[]( void* p)  {
  operator delete(p);
}  ///:~


二 说明：
1）通过重载new和delete来实现
2）使用时需要在工程中加入MemCheck.h和MemCheck.cpp，在需要检测的文件的前面include “MemCheck.h”，但是必须在所有的include的最后。
3）MEM_ON（），MEM_OFF（）用来打开或关闭检测
4）TRACE_ON（），和TRACE_OFF（）用来打开或关闭检测结果的输出
5）可以检测代码中使用了流，标准容器，以及某个类的构造函数分配了空间

三 使用实例：
console 的project中加入下面的file：
//  MemoryLeak3.cpp : Defines the entry point for the console application.
 //
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstring>

#include "MemCheck.h"    //  Must appear last!
using  namespace std;

void Test()
{
    int *i = new int(0);
}

class MyClass
{
private:
    int *p;
public:
    MyClass()
    {
        if(p != NULL)
        {
            p = new int(0);
        }
    }
    ~MyClass()
    {
        if(p != NULL)
        {
            delete p;
            p = NULL;
        }
    }
};

void Test2()
{
    int *i = NULL; // better for read
        i = new int(0);    
        int *&y = i; // pointer's reference
        delete i;

        MyClass *pMyClass = new MyClass();

        std::vector<MyClass*> myClasses;
        myClasses.push_back(new MyClass());
        myClasses.push_back(new MyClass());

        std::vector<void*> myVector;
        myVector.push_back(new MyClass());
        myVector.push_back(new MyClass());
        delete (MyClass *)(myVector.at(0));
        delete myVector.at(1); // memory leak
}

class Foo 
{
  char* s;
public:
  Foo(const char*s ) 
  {
    this->s = new char[strlen(s) + 1];
    strcpy(this->s, s);
  }
  ~Foo() 
  {
    delete [] s;
  }
};
void Test3()
{
    cout << "hello\n";
    int* p = new int;
    delete p;
    int* q = new int[3];
    delete [] q;
    int* r;
    /*delete r;*/
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    Foo s("goodbye");
}
int main() 
{
    TRACE_OFF();
    MEM_ON();
    Test();
    Test2();
    Test3();
    MEM_OFF();
}  ///:~

四 测试结果如下：




C++内存泄露的检测（四）

一 使用各种工具，一般都是收费的，但是可以申请试用。

二 工具收集
1）BoundsChecker :（ http://www.compuware.com/）（首选BoundsChecker）
      应该说是功能最强，使用只需要open需要测试的exe，然后start就可以了，可以通过检测结果定位到源代码中有内存泄露的代码行。
2）Purifyplus （ http://www.ibm.com）
3）Memory Validator（ http://www.softwareverify.com/index.html）
       应该说是功能也比较强，使用只需要start application wizard的start exe就可以了，可以通过检测结果定位到源代码中有内存泄露的代码行。
4）其实以上工具还可以进行其他的各种检测，提高代码的健壮性！

三 
    工具只能帮助我们更好的发现泄露，但是并不能解决所有的问题，比如说我们的项目非常的复杂或是使用了多个第三方的lib，这样的话，有可能使用以上的工具就检测不到。
     丰富的编程经验和良好的编程习惯才能够彻底的杜绝内存的泄露。

简单步骤

1. 包含头文件和定义：

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
如果定义了_CRTDBG_MAP_ALLOC，打印出来的是文件名和行数等更加直观的信息。


2. 方法一
在程序入口写几个语句：
 int tmpFlag = _CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG );
 tmpFlag |= _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF;
 _CrtSetDbgFlag( tmpFlag );
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。


3. 方法二
在程序任何地方用以下语句：
_CrtDumpMemoryLeaks();
随时检测打印内存泄漏信息，如果有的话。不过此用法有个局限，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。


4. 方法三
使用_CrtMemCheckpoint方法，在某段程序中统计泄漏信息。如下：
 _CrtMemState s1, s2, s3;
 _CrtMemCheckpoint( &s1 );
 
 // 程序段1：DO SOMETHING


 _CrtMemCheckpoint( &s2 );
 if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 
  _CrtMemDumpStatistics( &s3 );


可以统计程序段1中是否发生了内存泄漏。
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