c/c++开发内存泄漏问题解决——valgrind实战

c/c++开发内存泄漏问题解决——valgrind实战

背景介绍：本人开发的一款http服务端程序，通过http协议和后端通信接受任务，任务需要调用ffmpeg的api完成视频截取，任务采用多线程的形式，需要承受上千路的高并发场景，在压力测试的时候发现每次测试，程序使用的内存就会变多，由于是多线程场景，叠加很多内存是调用第三方库申请的，无法直接排查，所以学习使用valgrind完成内存检查。
valgrind背景知识：
官网地址：https://valgrind.org/

一、环境准备

本人使用的环境是windows11系统下的wsl2的ubutun22.04环境，此环境的ubutun已经非常接近完整的ubutun桌面环境了，可以安装图形化桌面（本项目未使用），也可以使用带图形渲染的程序，例如谷歌浏览器，本项目使用了massif-visualizer

二、内存泄漏检查

普通的内存泄漏检查可以使用valgrind 的memcheck 工具
安装过程如下：（安装推荐使用命令行，最简单方便）
sudo apt update
sudo apt install valgrind
使用例子如下：
https://blog.youkuaiyun.com/u012770580/article/details/103065995
实操过程：
valgrind --leak-check=full ./my_program
在运行的时候程序log会发出提示哪些地方有泄漏风险，检查代码解决相关问题

三、代码检查

（项目比较小，比较方便这样检查）通过搜索工具找到所有显式申请内存的地方，本项目主要是new了新类，尽量将new转换为智能指针，在申请和释放内存的地方增加打印、在类的初始化和析构函数内增加打印，追踪没次循环的打印是否对应，找到不对应的地方，进行改进。

四、内存堆积检查

内存申请了，但是没释放，并不会被判断成内存泄漏，但是程序占用内存会线性增加，这时候就需要massif工具。
安装：
sudo apt install valgrind-massif-visualizer
sudo apt install massif-visualizer
使用教程：
massif官网地址：https://valgrind.org/docs/manual/ms-manual.html#ms-manual.theoutputgraph
massif翻译：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43402206/article/details/127850215
更多参数：https://blog.youkuaiyun.com/fengbingchun/article/details/50196189

使用：

valgrind --tool=massif --max-threads=80000 ./my_program
在程序正常退出的时候会生成相关分析文件和log：massif.out.1138426 后面的数字是进程号
文件分析：
1、ms_print massif.out.1138426 将分析结果转换为txt，进行详细查看
2、massif-visualizer massif.out.1138426将文件可视化分析

1表示申请内存常用的函数，不同颜色表示不同的申请来源
点击2，2高亮连带3对应区域也高亮，一点点的展开就能知道内存堆积的元凶代码在哪里。
我这边是ffmpeg的函数：avcodec_open2导致的，找到释放内存的正确方法，修改逻辑各种失败的情况下如何释放内存，当一切改进完毕后图像是这样的：

辅助检查：
ps -a 查看被测程序的pid
watch -n 1 “ps -p 3967 -o rss= | awk ‘{print $1/1024}’” 查看具体某个程序的内存占用情况，多次循环后内存使用没明显增加，表示内存已经正确释放

五、稳定性提升

使用gdb工具打开程序，在崩溃时记录崩溃点，使用调用栈查看崩溃点，修改代码增强多线程的处理逻辑。
笔记：http1.1服务中处理完当前代码后不会立即断开连接，而是会继续保持连接，同时占用一个socket，超时时间内均会保持连接，除非客户端发出断开连接指令或者请求里表明不需要长连接
这导致我在本机压测的时候socket迅速耗尽，服务器的socket数量很多，不存在此问题。