（一）：浅谈C/C++内存泄露及其检测工具

于一个c/c++ 程序员来说，内存泄漏是一个常见的也是令人头疼的问题。已经有许多技术被研究出来以应对这个问题，比如 Smart Pointer，Garbage Collection等。Smart Pointer技术比较成熟，STL中已经包含支持Smart Pointer的class，但是它的使用似乎并不广泛，而且它也不能解决所有的问题；Garbage Collection技术在 Java中已经比较成熟，但是在c/c++领域的发展并不顺畅，虽然很早就有人思考在C++中也加入GC的支持。现实世界就是这样的，作为一个c/c++程序员，内存泄漏是你心中永远的痛。不过好在现在有许多工具能够帮助我们验证内存泄漏的存在，找出发生问题的代码。

    内存泄漏的定义

    一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的（内存块的大小可以在程序运行期决定），使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。以下这段小程序演示了堆内存发生泄漏的情形：
void MyFunction(int nSize)
{
　　char* p= new char[nSize];
　　if( !GetStringFrom( p, nSize ) ){
　　MessageBox(“Error”);
　　return;
　　}
　　…//using the string pointed by p;
　　delete p;
}


    例一

    当函数GetStringFrom（）返回零的时候，指针p指向的内存就不会被释放。这是一种常见的发生内存泄漏的情形。程序在入口处分配内存，在出口处释放内存，但是c函数可以在任何地方退出，所以一旦有某个出口处没有释放应该释放的内存，就会发生内存泄漏。

    广义的说，内存泄漏不仅仅包含堆内存的泄漏，还包含系统资源的泄漏（resource leak），比如核心态HANDLE，GDI Object，SOCKET， Interface等，从根本上说这些由操作系统分配的对象也消耗内存，如果这些对象发生泄漏最终也会导致内存的泄漏。而且，某些对象消耗的是核心态内存，这些对象严重泄漏时会导致整个操作系统不稳定。所以相比之下，系统资源的泄漏比堆内存的泄漏更为严重。

    GDI Object的泄漏是一种常见的资源泄漏：
void CMyView::OnPaint( CDC* pDC )
{
　　CBitmap bmp;
　　CBitmap* pOldBmp;
　　bmp.LoadBitmap(IDB_MYBMP);
　　pOldBmp = pDC->SelectObject( &bmp );
　　…
　　if( Something() ){
　　return;
　　}
　　pDC->SelectObject( pOldBmp );
　　return;
}


    例二

    当函数Something（）返回非零的时候，程序在退出前没有把pOldBmp选回pDC中，这会导致pOldBmp指向的HBITMAP对象发生泄漏。这个程序如果长时间的运行，可能会导致整个系统花屏。这种问题在Win9x下比较容易暴露出来，因为Win9x的GDI堆比Win2k或NT的要小很多。

    内存泄漏的发生方式：

    以发生的方式来分类，内存泄漏可以分为4类：

    1. 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。比如例二，如果Something（）函数一直返回True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象总是发生泄漏。

    2. 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。比如例二，如果Something（）函数只有在特定环境下才返回 True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象并不总是发生泄漏。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以 测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。

    3. 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，但是因为这个类是一个Singleton，所以内存泄漏只会发生一次。另一个例子：
char* g_lpszFileName = NULL;

void SetFileName( const char* lpcszFileName )
{
　　if( g_lpszFileName ){
　　free( g_lpszFileName );
　　}
　　g_lpszFileName = strdup( lpcszFileName );
}



    例三

    如果程序在结束的时候没有释放g_lpszFileName指向的字符串，那么，即使多次调用SetFileName（），总会有一块内存，而且仅有一块内存发生泄漏。

    4. 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。举一个例子：
class Connection
{
　　public:
　　Connection( SOCKET s);
　　~Connection();
　　…
　　private:
　　SOCKET _socket;
　　…
};

class ConnectionManager
{
　　public:
　　ConnectionManager(){}
　　~ConnectionManager(){
　　list::iterator it;
　　for( it = _connlist.begin(); it != _connlist.end(); ++it ){
　　delete （*it）;
　　}
　　_connlist.clear();
　　}
　　void OnClientConnected( SOCKET s ){
　　Connection* p = new Connection(s);
　　_connlist.push_back(p);
　　}
　　void OnClientDisconnected( Connection* pconn ){
　　_connlist.remove( pconn );
　　delete pconn;
　　}
　　private:
　　list _connlist;
};