CRT内存泄漏检测机制

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如何启用内存泄漏检测机制?

VC++ IDE 默认是没有启用内存泄漏检测机制的,即使某段代码有内存泄漏,调试会话的 Output 窗口的Debug 页不会输出有关内存泄漏信息。

需要两步来启用内存泄漏检测机制。

第一步,使用调试堆函数(crtdbg.h):

#define  _CRTDBG_MAP_ALLOC  // !调试信息中有文件行信息
#define  _CRTDBG_MAP_ALLOC_NEW  // ! 使用New时需要
#include
< stdlib.h >    // ! VS2005里不需要
#include < crtdbg.h >   // !映射到调试版本.

 

crtdbg.h 头文件,可以将 malloc 和 free 函数映射到其“调试”版本 _malloc_dbg 和 _free_dbg,这些函数会跟踪内存分配和释放。此映射只在调试(Debug)版本(也就是要定义 _DEBUG)中有效。发行版本(Release)使用普通的 malloc 和 free 函数。

第二步,在需要检测内存泄漏的地方, 添加下面这条语句,来输出内存泄漏信息:

_CrtDumpMemoryLeaks(); 


内存泄漏信息如下:

ContractedBlock.gif ExpandedBlockStart.gif Code
Detected memory leaks! 
Dumping objects -> 
C:\Temp\memleak\memleak.cpp(15) : {45} normal block at 0x00441BA0, 2 bytes long. 
Data: 
<AB> 41 42 
c:\program files\microsoft visual studio\vc98\include\crtdbg.h(552) : {44} normal block at 0x00441BD0, 33 bytes long. 
Data: 
< C > 00 43 00 CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD 
c:\program files\microsoft visual studio\vc98\include\crtdbg.h(552) : {43} normal block at 0x00441C20, 40 bytes long. 
Data: 
< C > 08 02 43 00 16 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
Object dump complete. 

 

如果不使用 #define _CRTDBG_MAP_ALLOC 语句,内存泄漏的输出是这样的:

ContractedBlock.gif ExpandedBlockStart.gif Code
Detected memory leaks! 
Dumping objects -> 
{45} normal block at 0x00441BA0, 2 bytes long. 
Data: 
<AB> 41 42 
{44} normal block at 0x00441BD0, 33 bytes long. 
Data: 
< C > 00 43 00 CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD 
{43} normal block at 0x00441C20, 40 bytes long. 
Data: 
< C > C0 01 43 00 16 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
Object dump complete. 


第一行和第二行没有什么可说的,从第三行开始:
{xx}:花括弧内的数字是内存分配序号,本文例子中是 {45},{44},{43};
block:内存块的类型,常用的有三种:normal(普通)、client(客户端)或 CRT(运行时);本文例子中是:normal block;
用十六进制格式表示的内存位置,如:at 0x00441BA0 等;
以字节为单位表示的内存块的大小,如:32 bytes long;
前16 字节的内容(也是用十六进制格式表示),如:Data: <AB> 41 42 等;

如果定义了 _CRTDBG_MAP_ALLOC ,那么在内存分配序号前面还会显示在其中分配泄漏内存的文件名,以及文件名后括号中的数字表示发生泄漏的代码行号,比如:
C:\Temp\memleak\memleak.cpp(15)
双击 Output 窗口中此文件名所在的输出行,便可跳到源程序文件分配该内存的代码行(也可以选中该行,然后按 F4,效果一样) ,这样一来我们就很容易定位内存泄漏是在哪里发生的了,因此,_CRTDBG_MAP_ALLOC 的作用显而易见。

使用 _CrtSetDbgFlag (针对多个出口)

如果程序只有一个出口,那么调用 _CrtDumpMemoryLeaks 的位置是很容易选择的。但是,如果程序可能会在多个地方退出该怎么办呢?在每一个可能的出口处调用 _CrtDumpMemoryLeaks 肯定是不可取的,那么这时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。注意:这里必须同时设置两个位域标志:_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF。

设置 CRT 报告模式

默认情况下,_CrtDumpMemoryLeaks 将内存泄漏信息 dump 到 Output 窗口的 Debug 页, 如果你想将这个输出定向到别的地方,可以使用 _CrtSetReportMode 进行重置。如果你使用某个库,它可能将输出定向到另一位置。此时,只要使用以下语句将输出位置设回 Output 窗口即可:
_CrtSetReportMode( _CRT_ERROR, _CRTDBG_MODE_DEBUG );

有关使用 _CrtSetReportMode 的详细信息,请参考 MSDN 库关于 _CrtSetReportMode 的描述。

解释内存块类型

内存泄漏报告中把每一块泄漏的内存分为 normal(普通块)、client(客户端块)和 CRT 块。事实上,需要留心和注意的也就是 normal 和 client,即普通块和客户端块。
normal block(普通块):由你的程序分配的内存。
client block(客户块):一种特殊类型的内存块,专门用于 MFC 程序中需要析构函数的对象。MFC new 操作符视具体情况既可以为所创建的对象建立普通块,也可以为之建立客户块。
CRT block(CRT 块):是由 C RunTime Library 供自己使用而分配的内存块。由 CRT 库自己来管理这些内存的分配与释放,我们一般不会在内存泄漏报告中发现 CRT 内存泄漏,除非程序发生了严重的错误(例如 CRT 库崩溃)。

除了上述的类型外,还有下面这两种类型的内存块,它们不会出现在内存泄漏报告中:
free block(空闲块):已经被释放(free)的内存块。
Ignore block(忽略块):这是程序员显式声明过不要在内存泄漏报告中出现的内存块。

 

定位内存泄漏技能

1,在内存分配序号处设置断点

在内存泄漏报告中的文件名和行号,可告诉分配泄漏的内存的代码位置,但仅仅依赖这些信息来了解完整的泄漏原因是不够的。因为一个程序在运行时,一段分配内存的代码可能会被调用很多次,只要有一次调用后没有释放内存就会导致内存泄漏。为了确定是哪些内存没有被释放,不仅要知道泄漏的内存是在哪里分配的,还要知道泄漏产生的条件。这时内存分配序号就显得特别有用——这个序号就是文件名和行号之后的花括弧里的那个数字。

Detected memory leaks! 
Dumping objects -> 
C:\Temp\memleak\memleak.cpp(15) : {45} normal block at 0x00441BA0, 2 bytes long. 
Data: 
< AB >  41 42 
dot.gifdot.gif 
Object dump complete. 

“45”是内存分配序号,意思是泄漏的内存是你程序中分配的第四十五个内存块:

CRT 库对程序运行期间分配的所有内存块进行计数,包括由 CRT 库自己分配的内存和其它库(如 MFC)分配的内存。因此,分配序号为 N 的对象即为程序中分配的第 N 个对象,但不一定是代码分配的第 N 个对象。(大多数情况下并非如此。)
这样的话,你便可以利用分配序号在分配内存的位置设置一个断点。方法是在程序起始附近设置一个位置断点。

第一种方法:代码中,_crtBreakAlloc = 45,或者_CrtSetBreakAlloc(45);

第二种方法:在调试器的Watch 窗口中,在 Name 栏键入下面的表达式:
_crtBreakAlloc

如果要使用 CRT 库的多线程 DLL 版本(/MD 选项),那么必须包含上下文操作符,像这样:
{,,msvcrtd.dll}_crtBreakAlloc

现在按下回车键,调试器将计算该值并把结果放入 Value 栏。如果没有在内存分配点设置任何断点,该值将为 –1。
用你想要在其位置中断的内存分配的分配序号替换 Value 栏中的值。例如输入 45。这样就会在分配序号为 45 的地方中断。
在所感兴趣的内存分配处设置断点后,可以继续调试。这时,运行程序时一定要小心,要保证内存块分配的顺序不会改变。当程序在指定的内存分配处中断时,可以查看 Call Stack(调用堆栈)窗口和其它调试器信息以确定分配内存时的情况。如果必要,可以从该点继续执行程序,以查看对象发生了什么情况,或许可以确定未正确释放对象的原因。

2,在关键点获取内存状态的快照,比较内存状态

CRT 库提供了一个结构类型 _CrtMemState。你可以用它来存储内存状态的快照:

_CrtMemState s1, s2, s3; // 声明内存状态结构变量
_CrtMemCheckpoint( &s1 );// 获取第一个内存状态快照

// 在这里进行内存分配
char* p = new char[2];
p[0] = 'A';
p[1] = 'B';

_CrtMemCheckpoint( &s2 );// 获取第二个内存状态快照

// 比较两个内存快照的差异
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) )
    _CrtMemDumpStatistics( &s3 );// dump 差异结果

// 输出内存泄漏报告,显示在 Output 窗口的 Debug 页中
_CrtDumpMemoryLeaks();

若要获取给定点的内存状态快照,可以向 _CrtMemCheckpoint 函数传递一个 _CrtMemState 结构。该函数用当前内存状态的快照填充此结构:
_CrtMemCheckpoint( &s1 );

通过向 _CrtMemDumpStatistics 函数传递 _CrtMemState 结构,可以在任意地方 dump 该结构的内容:
_CrtMemDumpStatistics( &s1 );

该函数输出如下格式的 dump 内存分配信息:
0 bytes in 0 Free Blocks.
75 bytes in 3 Normal Blocks.
5037 bytes in 41 CRT Blocks.
0 bytes in 0 Ignore Blocks.
0 bytes in 0 Client Blocks.
Largest number used: 5308 bytes.
Total allocations: 7559 bytes.

若要确定某段代码中是否发生了内存泄漏,可以通过获取该段代码之前和之后的内存状态快照,然后使用 _CrtMemDifference 比较这两个状态:
_CrtMemCheckpoint( &s1 );// 获取第一个内存状态快照

// 在这里进行内存分配

_CrtMemCheckpoint( &s2 );// 获取第二个内存状态快照

// 比较两个内存快照的差异
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) )
     _CrtMemDumpStatistics( &s3 );// dump 差异结果

顾名思义,_CrtMemDifference 比较两个内存状态(前两个参数),生成这两个状态之间差异的结果(第三个参数)。在程序的开始和结尾放置 _CrtMemCheckpoint 调用,并使用 _CrtMemDifference 比较结果,是检查内存泄漏的另一种方法。如果检测到泄漏,则可以使用 _CrtMemCheckpoint 调用通过二进制搜索技术来分割程序和定位泄漏。

转载于:https://www.cnblogs.com/dubingsky/archive/2009/07/13/1522844.html

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