【C++成长之路】C++内存管理（3）

前言

     内存泄漏和内存对齐

一. 什么是内存泄漏

内存泄漏，是指在程序代码中动态申请的、堆上的内存 由于某种原因、在使用后没有被释放，进而造成内存的浪费。

少部分的内存泄漏不会影响程序的正常运行，不过如果是持续的内存泄漏会耗光系统内存，最终会导致程序卡死甚至系统崩溃。为了避免系统崩溃，在无法申请到内存的时候，要果断调用exit()函数主动杀死进程，而不是试图挽救这个进程。
 

二.内存泄漏常见的几种原因

1.堆内存泄漏：new/mallc分配内存，未使用对应的delete/free回收
2.系统资源泄漏， Bitmap, handle,socket等资源未释放
3.没有将基类析构函数定义称为虚函数，（使用基类指针或者引用指向派生类对象时）派生类对象释放时将不能正确释放派生对象部分

三.如何避免内存泄漏

1、不要手动管理内存，可以尝试在适用的情况下使用智能指针。
2、使用string而不是char*。string类在内部处理所有内存管理，而且它速度快且优化得很好。
3、除非要用旧的lib接口，否则不要使用原始指针。
4、在C++中避免内存泄漏的最好方法是尽可能少地在程序级别上进行new和delete调用–最好是没有。任何需要动态内存的东西都应该隐藏在一个RAII对象中，当它超出范围时释放内存。RAII在构造函数中分配内存并在析构函数中释放内存，这样当变量离开当前范围时，内存就可以被释放。
（注：RAII资源获取即初始化，也就是说在构造函数中申请分配资源，在析构函数中释放资源）

5、使用了内存分配的函数，要记得使用其想用的函数释放掉内存。可以始终在new和delete之间编写代码，通过new关键字分配内存，通过delete关键字取消分配内存。

四.被释放掉的内存会立即被系统回收吗

不是的，被free掉的内存首先会被ptmalloc使用双链表保存起来，当用户下一次进行申请的时候，会尝试在这些中找到合适的内存进行返回，这样避免了系统的频繁调用，占用过多的资源，同时ptmalloc也会尝试对小内存进行合并，避免过多的内存碎片。

五.为什么要内存对齐

数据结构( 尤其是栈 ) 应该尽可能地在自然边界上对齐。 原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。这里归根结底的来说就是以 空间换时间 。

平台原因：不是所有的硬件平台都能访问任意内存地址上的任意数据，某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。为了同一个程序可以在多平台运行，需要内存对齐。

性能原因：内存对齐能够提高内存访问效率。CPU 在读取内存时，一次读取固定长度的数据（如4字节、8字节等）。如果将多个变量连续分配在内存中而不做对齐处理，会造成 CPU 读取数据出现“半包”的情况，此时，需要再进行一次内存访问才能获取该变量数据。
 

总结

详细理解内存泄漏和为什么要内存对齐