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C++中記憶體洩漏的檢測

巴扎黑
巴扎黑原創
2016-11-30 11:24:501235瀏覽

首先我們需要知道程式有沒有記憶體洩露,然後定位到底是哪行程式碼出現記憶體洩露了,這樣才能將其修復。

最簡單的方法當然是藉助於專業的偵測工具,比較有名如BoundsCheck,功能非常強大,相信做C++開發的人都離不開它。另外就是不
首先我們需要知道程式有沒有記憶體洩露,然後定位到底是哪行程式碼出現記憶體洩露了,這樣才能修復。

最簡單的方法當然是藉助於專業的偵測工具,比較有名如BoundsCheck,功能非常強大,相信做C++開發的人都離不開它。另外就是不使用任何工具,而是自己來實現對內存洩漏的監控,分如下兩種情況:

一. 在 MFC 中檢測內存洩漏

假如是用MFC的程序的話,很簡單。預設的就有記憶體外洩偵測的功能。

我們用VS2005生成了一個MFC的對話框的程式,發現他可以自動的檢測內存洩露.不用我們做任何特殊的操作. 仔細觀察,發現在每個CPP文件中,都有下面的代碼:
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

DEBUG_NEW 這個巨集定義在afx.h檔中,就是它幫助我們定位記憶體洩漏。

在含有以上程式碼的cpp檔案中分配記憶體後假如沒有刪除,那麼停止程式的時候,VisualStudio的Output視窗就會顯示如下的資訊了:
Detected memory leaks!
Dumping objects ->
d:mfctestmfctest.mfctestmfc. cpp(80) : {157} normal block at 0x003AF170, 4 bytes long.
Data: 00 00 00 00 
Object dump complete.

在Outputput上雙擊粗體字符號,定位到該行,很容易看出是哪出現了記憶體外洩。

二.偵測純C++的程式記憶體外洩

我試了下用VisualStudio建立的Win32 Console Application和Win32 Project項目,結果都無法偵測到記憶體外洩。

下面一步一步來把程式的記憶體外洩偵測的機制建立起來。

首先,我們需要知道C運行庫的Debug版本提供了許多偵測功能,讓我們更容易的Debug程式。在MSDN中有專門的章節來講這個,叫做Debug Routines,建議大家先看看裡面的內容。

我們會用到裡面很重要的幾個函數。其中最重要的是 _CrtDumpMemoryLeaks;自己看MSDN裡的幫助吧。使用這個函數,需要包含頭文件crtdbg.h

該函數只在Debug版本才有用,當在調試器下運行程序時,_CrtDumpMemoryLeaks 將在“Output(輸出)”窗口中顯示內存洩漏信息.寫段代碼試驗一下吧,如下:

檢測內存洩漏版本一:
#include "stdafx.h"
#include
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{int* pid new int;
_CrtDumpMemoryLeaks;
return 0;
}

運行後,在Output(輸出)窗口,顯示瞭如下的資訊:
Detected memory leaks!
Dumping objects -> 830707030303030 bytes long.
Data: 00 00 00 00 
Object dump complete.

但是這個只是告訴我們程式有記憶體洩露,到底在哪洩露了一眼看不出來啊。

   看我們的偵測記憶體外洩版本二:

#include "stdafx.h"

#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOC__K, 適用
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
;
}

該程式定義了幾個宏,透過宏將Debug版本下的new給替換了,新的new記錄下了調用new時的文件名和代碼行.運行後,可以看到如下的結果:

Detected memory leaks!
Dumping objects ->

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

呵呵,已經跟MFC程式的效果一樣了,但是等一等。看下如下的程式碼:


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int* p = new int;
_CrtDumpMemoryLeaks;

delete p;我們刪除了指針,但是它仍然報內存洩漏。所以可以想像,每調用一次new,程式內部都會將該調用記錄下來,類似於有個數組記錄,假如delete了,那麼就將其從數組中刪除,而_CrtDumpMemoryLeaks就是把這個數組當前的狀態打印出來。

所以除了在必要的時候Dump出內存信息外,最重要的就是在程序退出的時候需要掉用一次_CrtDumpMemoryLeaks;


假如程序有不止一個出口,那麼我們就需要在多個地方都調用該函數。

更進一步,假如程式在類別的析構函數裡刪除指針,怎麼辦?例如:

#include "stdafx.h"
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
_Fdefine DALL_cLdefine include
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
class Test
{
public:
Test { _p = new int; }
~Test { delete _p; }_int* _p argv[])
{
int* p = new int;
delete p;
Test t;
_CrtDumpMemoryLeaks;
return 0;
}

可以看到析構函式洩露,但是這樣的寫法還是報了。

如何改進? if
# define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include

#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 DF);
}

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );該語句在程式退出時自動呼叫_CrtDumpMemoryLeaks。必須同時設定_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF.

這樣,該版本已經達到了MFC一樣的效果了,但是我覺得光這樣還不夠,因為我們只是在Output視窗中輸出訊息,對開發人員的提醒還不明顯,經常會被遺漏,而且很多人就算發現了內存洩露,但是不好修復,不會嚴重影響到程序外在表現,都不會修復。怎麼樣能讓開發人員主動的修復記憶體外洩的問題呢?記得曾經和人配合寫程序,我的函數參數有要求,不能為空,但是別人老是傳空值,沒辦法了,只好在函數開始驗證函數參數,給他assert住,這樣程序運行時老是不停的彈出assert,調試程式那個煩壓,最後其他程式設計師煩了,就把這個問題給改好了,輸入參數就正確了。所以我覺得咱要讓程式設計師主動去做一件事,首先要讓他覺得做這個事是能減輕自己負擔,讓自己工作輕鬆的。呵呵,那咱們也這樣,當程式退出時,偵測到記憶體外洩就讓程式提示出來。

看檢測記憶體外洩版本四:

#include "stdafx.h"
#include
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLALIK,LII__D. ENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif

void Exit

}

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

{

atexit(Exit);

int* p = new int;

return 0;
}

該版本會在程式退出時檢查記憶體,假如存在就會洩露彈出提示對話框.

atexit(Exit);設定了在程式退出時執行Exit函數。 Exit函數中,假如有記憶體洩露,_CrtDumpMemoryLeaks會傳回非0值,就會被assert住了。

到這個版本已經達到可以使用的程度了。但我們還可以做些改進,因為真要準確的偵測到程式碼中所有的記憶體洩露,需要把程式碼中的#define…拷貝到所有使用new的檔案中。不可能每個文件都拷貝這麼多程式碼,所以我們可以將他提取出來,放在一個文件中,例如我是放在KDetectMemoryLeak.h中,該文件內容如下:

#pragma once
#ifdef _DEBUG

#pragma once
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALL_ALLBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALL_ALL_ALLo. _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif

然後將KDetectMemoryLeak.h包含在專案的通用文件中,例如用VS建造的專案就將其包含在stdafx.h中。或者我自己建造的一個Common.h檔案中,該檔案包含一些通用的,基本所有檔案都會用到的程式碼。

陳述:
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