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C++内存泄漏的检测

最编程 2024-01-15 17:34:08
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Visual Studio
 
启用内存泄漏检测

检测内存泄漏的主要工具是调试器和 CRT 调试堆函数。若要启用调试堆函数,请在程序中包括以下语句:

#define CRTDBG_MAP_ALLOC 
#include <stdlib.h> 
#include <crtdbg.h>
注意   #include 语句必须采用上文所示顺序。如果更改了顺序,所使用的函数可能无法正确工作。

通过包括 crtdbg.h,

将 malloc 和 free 函数映射到其“Debug”版本 _malloc_dbg 和 _free_dbg,

这些函数将跟踪内存分配和释放。

此映射只在调试版本(在其中定义了 _DEBUG)中发生。

发布版本使用普通的 malloc  free 函数。

#define 语句将 CRT 堆函数的基版本映射到对应的“Debug”版本。

并非绝对需要该语句,但如果没有该语句,内存泄漏转储包含的有用信息将较少。


 


 

在添加了上面所示语句之后,可以通过在程序中包括以下语句来转储内存泄漏信息:

_CrtDumpMemoryLeaks();

当在调试器下运行程序时,_CrtDumpMemoryLeaks 将在“输出”窗口中显示内存泄漏信息。

内存泄漏信息如下所示:

Detected memory leaks! 
Dumping objects -> C:\PROGRAM FILES\VISUAL STUDIO\MyProjects\leaktest\leaktest.cpp(20) : {18} normal block at 0x00780E80, 64 bytes long. Data: < > CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD Object dump complete.

如果不使用 #define _CRTDBG_MAP_ALLOC 语句,

内存泄漏转储如下所示:

Detected memory leaks! Dumping objects -> 
{18} 
normal block 
at 0x00780E80,
 64 bytes long. Data: < > CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD Object dump complete.

未定义 _CRTDBG_MAP_ALLOC 时,所显示的会是:

  • 内存分配编号(在大括号内)。
  • 块类型(普通、客户端或 CRT)。
  • 十六进制形式的内存位置。
  • 以字节为单位的块大小。
  • 前 16 字节的内容(亦为十六进制)。

定义了 _CRTDBG_MAP_ALLOC 时,还会显示在其中分配泄漏的内存的文件。文件名后括号中的数字(本示例中为 20)是该文件内的行号。

转到源文件中分配内存的行

  • 在“输出”窗口中双击包含文件名和行号的行。

    - 或 -

  • 在“输出”窗口中选择包含文件名和行号的行,然后按 F4 键。

_CrtSetDbgFlag

如果程序总在同一位置退出,则调用 _CrtDumpMemoryLeaks 足够方便,但如果程序可以从多个位置退出该怎么办呢?不要在每个可能的出口放置一个对 _CrtDumpMemoryLeaks 的调用,可以在程序开始包括以下调用:

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );

该语句在程序退出时自动调用 _CrtDumpMemoryLeaks。必须同时设置 _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF 两个位域,如上所示。

设置 CRT 报告模式

默认情况下,_CrtDumpMemoryLeaks 将内存泄漏信息转储到“输出”窗口的“调试”窗格,如上所述。可以使用 _CrtSetReportMode 重置该设置,以转储到另一位置。如果使用库,它可以将输出重置到另一位置。在此情况下,可以使用以下语句将输出位置设置回“输出”窗口:

_CrtSetReportMode( _CRT_ERROR, _CRTDBG_MODE_DEBUG );

有关使用 _CrtSetReportMode 将输出发送到其他位置的信息,请参见 _CrtSetReportMode。

请参见

检测和隔离内存泄漏







本文浅谈一下C++内存泄漏的检测,首先我们需要知道程序有没有内存泄露,然后定位到底是哪行代码出现内存泄露了,这样才能将其修复。

最简单的方法当然是借助于专业的检测工具,比较有名如BoundsCheck工具,功能非常强大,相信做C++开发的人都离不开它。此外就是不使用任何工具,而是自己来实现对内存泄露的监控,分如下两种情况:

  一. 在 MFC 中检测内存泄漏

假如是用MFC的程序的话,很简单。默认的就有内存泄露检测的功能。

我们用VS2005生成了一个MFC的对话框的程序,发现他可以自动的检测内存泄露.不用我们做任何特殊的操作. 仔细观察,发现在每个CPP文件中,都有下面的代码:

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#endif

DEBUG_NEW 这个宏定义在afx.h文件中,就是它帮助我们定位内存泄漏。

在含有以上代码的cpp文件中分配内存后假如没有删除,那么停止程序的时候,VisualStudio的Output窗口就会显示如下的信息了:

Detected memory leaks!

Dumping objects ->

d:codemfctestmfctest.cpp(80) : {157} normal block at 0x003AF170, 4 bytes long.

Data: < > 00 00 00 00

Object dump complete.

在Output窗口双击粗体字那一行,那么IDE就会打开该文件,定位到该行,很容易看出是哪出现了内存泄露。

二.检测纯C++的程序内存泄露

我试了下用VisualStudio建立的Win32 Console Application和Win32 Project项目,结果都不能检测出内存泄露。

下面一步一步来把程序的内存泄露检测的机制建立起来。

首先,我们需要知道C运行库的Debug版本提供了许多检测功能,使得我们更容易的Debug程序。在MSDN中有专门的章节讲这个,叫做Debug Routines,建议大家先看看里面的内容吧。

我们会用到里面很重要的几个函数。其中最重要的是 _CrtDumpMemoryLeaks();自己看MSDN里的帮助吧。使用这个函数,需要包含头文件crtdbg.h

该函数只在Debug版本才有用,当在调试器下运行程序时,_CrtDumpMemoryLeaks 将在“Output(输出)”窗口中显示内存泄漏信息.写段代码试验一下吧,如下

检测内存泄露版本一:

#include "stdafx.h"

#include <crtdbg.h>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int* p = new int();

_CrtDumpMemoryLeaks();

return 0;

}

运行后,在Output(输出)窗口,显示了如下的信息:

Detected memory leaks!

Dumping objects ->

{112} normal block at 0x003AA770, 4 bytes long.

Data: <    > 00 00 00 00

Object dump complete.

但是这个只是告诉我们程序有内存泄露,到底在哪泄露了一眼看不出来啊。

看我们的检测内存泄露版本二:

#include "stdafx.h"

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

  #define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include <crtdbg.h>

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int* p = new int();

_CrtDumpMemoryLeaks();

return 0;

}

该程序定义了几个宏,通过宏将Debug版本下的new给替换了,新的new记录下了调用new时的文件名和代码行.运行后,可以看到如下的结果:

Detected memory leaks!

Dumping objects ->

d:codeconsoletestconsoletest.cpp(21) : {112} client block at 0x003A38B0, subtype 0, 4 bytes long.

Data: <    > 00 00 00 00

Object dump complete.

呵呵,已经和MFC程序的效果一样了,但是等一等。看下如下的代码吧:

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int* p = new int();

_CrtDumpMemoryLeaks();

delete p;

return 0;

}

运行后可以发现我们删除了指针,但是它仍然报内存泄露。

    所以可以想象,每调用一次new,程序内部都会将该调用记录下来,类似于有个数组记录, 假如delete了,那么就将其从数组中删除,而_CrtDumpMemoryLeaks()就是把这个数组当前的状态打印出来。

所以除了在必要的时候Dump出内存信息外,最重要的就是在程序退出的时候需要掉用一次_CrtDumpMemoryLeaks();

假如程序有不止一个出口,那么我们就需要在多个地方都调用该函数。

更进一步,假如程序在类的析构函数里删除指针,怎么办?例如:

#include "stdafx.h"

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

#define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include <crtdbg.h>

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

class Test

{

public:

Test()        _p = new int();     }

~Test()       delete _p;          }

int* _p;

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int* p = new int();

delete p;

Test t;

_CrtDumpMemoryLeaks();

return 0;

}

可以看到析构函数在程序退出的时候才调用,明明没有内存泄露,但是这样的写法还是报了。

如何改进呢,看检测内存泄露版本三:

#include "stdafx.h"

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK   new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

    #define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include <crtdbg.h>

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

class Test

{

public:

Test()        _p = new int();     }

~Test()       delete _p;          }

int* _p;

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );

int* p = new int();

delete p;

Test t;

return 0;

}

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );该语句在程序退出时自动调用 _CrtDumpMemoryLeaks。必须同时设置 _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF.

这样,该版本已经达到了MFC一样的效果了,但是我觉得光这样还不够,因为我们只是在Output窗口中输出信息,对开发人员的提醒还不明显, 经常会被遗漏,而且很多人就算发现了内存泄露,但是不好修复,不会严重影响到程序外在表现,都不会修复。怎么样能让开发人员主动的修复内存泄露的问题呢? 记得曾经和人配合写程序,我的函数参数有要求,不能为空,但是别人老是传空值,没办法了,只好在函数开始验证函数参数,给他assert住,这样程序运行 时老是不停的弹出assert,调试程序那个烦压,最后其他程序员烦了,就把这个问题给改好了,输入参数就正确了。所以我觉得咱要让程序员主动去做一件 事,首先要让他觉得做这个事是能减轻自己负担,让自己工作轻松的。呵呵,那咱们也这样,当程序退出时,检测到内存泄露就让程序提示出来。

  看检测内存泄露版本四:

#include "stdafx.h"

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