C++内存管理之泄露检查
2017-11-24 09:59
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参考自:http://blog.csdn.net/zxcred/article/details/3228239
C++程序的复杂性很大一部分在于他的内存管理,没有C#那样的垃圾回收机制,内存管理对初学者来说很困难。经常会出现内存泄露的情况。那么我们写程序如何避免内存泄露呢?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。
本文描述了如何检测内存泄露。最主要的是纯C,C++的程序如何检测内存泄露。
现在有很多专业的检测工具,比如比较有名的BoundsCheck, 但是这类工具也有他的缺点,我认为首先BoundsCheck是商业软件,呵呵。然后呢需要安装,使用起来不太方便。因为我们检测的时候不一定经常会启动他来检测。这样经常会积累很多问题,那时要解决就麻烦了。最好就是从开始编码,一步一步的都能随时提醒我们内存泄露。我们编程序会经常调试,假如能在每次调试程序的时候都能自动检测内存泄露就好了。
版本一:
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:
版本二:
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:
但是:
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。
比如说有析构函数:
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。
版本三:
_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。
该版本会在程序退出时检查内存泄露,假如存在就会弹出提示对话框.
atexit(Exit);设置了在程序退出时执行Exit()函数。
Exit()函数中,假如存在内存泄露,_CrtDumpMemoryLeaks()会返回非0值,就会被assert住了。
达到目的。
正确做法:
到这个版本已经达到可以使用的程度了。但是我们还可以做些改进,因为真要准确的检测到代码中所有的内存泄露,需要把代码中的#define……拷贝到所有使用new的文件中。不可能每个文件都拷贝这么多代码,所以我们可以将他提取出来,放在一个文件中,比如我是放在KDetectMemoryLeak.h中,该文件内容如下:
C++程序的复杂性很大一部分在于他的内存管理,没有C#那样的垃圾回收机制,内存管理对初学者来说很困难。经常会出现内存泄露的情况。那么我们写程序如何避免内存泄露呢?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。
本文描述了如何检测内存泄露。最主要的是纯C,C++的程序如何检测内存泄露。
现在有很多专业的检测工具,比如比较有名的BoundsCheck, 但是这类工具也有他的缺点,我认为首先BoundsCheck是商业软件,呵呵。然后呢需要安装,使用起来不太方便。因为我们检测的时候不一定经常会启动他来检测。这样经常会积累很多问题,那时要解决就麻烦了。最好就是从开始编码,一步一步的都能随时提醒我们内存泄露。我们编程序会经常调试,假如能在每次调试程序的时候都能自动检测内存泄露就好了。
版本一:
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:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #include<crtdbg.h> using namespace std; int main() { cout << "************" << endl; int *p = new int(); _CrtDumpMemoryLeaks(); return 0; }
Detected memory leaks! Dumping objects -> {154} normal block at 0x000001FA287A5F60, 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。
版本二:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #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 using namespace std; int main() { cout << "************" << endl; 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:\visual_studio2015\project\test\test_c++\c_datastructure\c_datastructure\c_datastructure.cpp(23) : {154} client block at 0x000001DE2146D0F0, subtype 0, 4 bytes long. Data: < > 00 00 00 00 Object dump complete.这时候可以和MFC机制一样看到泄露的地方。
但是:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #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 using namespace std; int main() { cout << "************" << endl; int *p = new int(); _CrtDumpMemoryLeaks(); delete p; return 0; }程序仍然报内存泄露。
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。
比如说有析构函数:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #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 using namespace std; class Test { public: Test() { _p = new int(); } ~Test() { delete _p; } int *_p; }; int main() { cout << "************" << endl; 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。
版本三:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #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 using namespace std; class Test { public: Test() { _p = new int(); } ~Test() { delete _p; } int *_p; }; int main() { cout << "************" << endl; _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF); int *p = new int(); delete p; Test t; return 0; }该程序在运行退出的时候会自动调用_CrtDumpMemoryLeaks,同时还要同时设置同时设置
_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。
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #include<assert.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 using namespace std; class Test { public: Test() { _p = new int(); } ~Test() { delete _p; } int *_p; }; void Exit() { int i = _CrtDumpMemoryLeaks(); assert(i == 0); } int main() { cout << "************" << endl; atexit(Exit); int *p = new int(); return 0; }此时:
该版本会在程序退出时检查内存泄露,假如存在就会弹出提示对话框.
atexit(Exit);设置了在程序退出时执行Exit()函数。
Exit()函数中,假如存在内存泄露,_CrtDumpMemoryLeaks()会返回非0值,就会被assert住了。
达到目的。
正确做法:
// c_datastructure.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // // C++字符串流的练习demo #include "stdafx.h" #include<iostream> #include<assert.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 using namespace std; class Test { public: Test() { _p = new int(); } ~Test() { delete _p; } int *_p; }; void Exit() { int i = _CrtDumpMemoryLeaks(); assert(i == 0); } int main() { cout << "************" << endl; atexit(Exit); int *p = new int(); delete p; return 0; }不会报错。方便你我他。
到这个版本已经达到可以使用的程度了。但是我们还可以做些改进,因为真要准确的检测到代码中所有的内存泄露,需要把代码中的#define……拷贝到所有使用new的文件中。不可能每个文件都拷贝这么多代码,所以我们可以将他提取出来,放在一个文件中,比如我是放在KDetectMemoryLeak.h中,该文件内容如下:
#pragma once #include<assert.h> #ifdef _DEBUG #define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__) #else #define DEBUG_CLIENTBLOCK #endif #define _CRTDBG_MAP_ALLOC #include <stdlib.h> #include <crtdbg.h> #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_CLIENTBLOCK #endif然后在测试文件中include进来即可。好了,到现在,检测内存泄露总算完成了,而且他还能定位到到底是代码中哪个文件,哪行出现了内存泄露。
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