基于Crt的内存泄漏检测

来源：互联网发布：unity3d火焰特效编辑：程序博客网时间：2024/06/07 05:40

转自：http://www.cppblog.com/Lyt/archive/2009/03/22/77517.html

http://news.im286.com/2013/0308/47353.shtml

内存泄漏是编程中常常见到的一个问题，我所遇过的原因有两个：

1.分配完内存后忘记回收

2.代码有问题，造成想回收却无法回收，例如：

int* p=new int;
p=new int; //p指针修改，原来申请内存的地址没有记录下来，于是无法释放

下面介绍如何检查内存泄漏：

1.包含头文件和定义

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //并非绝对需要该语句，但如果有该语句，打印出来的是文件名和行数等更加直观的信息
内存泄漏检测 - 龙行天下 - 少年情

#include <stdlib.h>
内存泄漏检测 - 龙行天下 - 少年情

#include <crtdbg.h>

(1)#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

(2)如果有cpp文件无法看到这三行，以下函数就无效了，于是应该把这三行放到一个头文件里，确保每个cpp文件会调用到它

2.方法一：使用_CrtDumpMemoryLeaks()

int main(int argc , char* argv[])
{
    {new int;}
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

output：

Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
Data: < > CD CD CD CD
Object dump complete.

其内容包括：内存分配型号（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、以字节为单位的块大小、前 16 字节的内容（十六进制）

注意：

(1)大括号的位置，如果不加{new int;}，这块内存是等到main函数结束才泄漏的，而_CrtDumpMemoryLeaks()是在main函数里调用的，于是判断内存泄漏

class A
{
public:
    int* Data;
    A()
    {
        Data=new int;
    }
    ~A()
    {
        delete Data;
    }
};

int main(int argc , char* argv[])
{
    A Test;
    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

output：

Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
Data: < > CD CD CD CD
Object dump complete.

(2)对于一些全局函数，如果初始化时申请了内存，到程序结束时候才释放，此函数会一直把新申请的内存当作泄漏来对待

A Test;
int main(int argc , char* argv[])
{
_CrtDumpMemoryLeaks();
return 0;
}

output：

Dumping objects ->
{49} normal block at 0x00384DA8, 4 bytes long.
Data: < > CD CD CD CD
Object dump complete.

2.方法二：在程序入口写几个语句，程序退出时，如果发现有内存泄漏，会自动在DEBUG OUTPUT窗口和DebugView中输出内存泄漏信息

int tmpFlag = _CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG );
tmpFlag |= _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF;
_CrtSetDbgFlag( tmpFlag );

3.方法三：使用_CrtMemCheckpoint()，可以查出某程序段的内存泄漏情况

int main(int argc , char* argv[])
{
    CrtMemState s1, s2, s3;
    _CrtMemCheckpoint( &s1 );
    new int; //程序段
    _CrtMemCheckpoint( &s2 );
    if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) _CrtMemDumpStatistics( &s3 );
    return 0;
}

output：

bytes in 0 Free Blocks.
4 bytes in 1 Normal Blocks.
0 bytes in 0 CRT Blocks.
0 bytes in 0 Ignore Blocks.
0 bytes in 0 Client Blocks.
Largest number used: 0 bytes.
Total allocations: 4 bytes.

_CrtMemDumpStatistics的原理：

主要原理是运用Crt 的内存调试功能，通过宏替代默认的operator new，这样Crt会把此次分配内存的文件名和行号以及大小等记录下来，最后当调用用_CrtDumpMemoryLeaks();时如果还没释放就会打印出来。

下面是一些注意事项：

(1)#define _CRTDBG_MAP_ALLOC 的作用

如果不定义这个宏， C方式的malloc泄露不会被记录下来。

(2)数字{108} {107}的作用

表示第几次分配，你可以通过_CrtSetBreakAlloc程序运行到预定次数时暂停，比如

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

{

_CrtSetBreakAlloc(108);

char* p = new char();

char* pp = new char[10];

char* ppp = (char*)malloc(10);

_CrtDumpMemoryLeaks();

return 0;

}

(3)如果程序有多个出口或是有涉及到全局变量，可以通过_CrtSetDbgFlag 设置标志让程序退出时自动打印泄露，比如

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

{

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );

char* p = new char();

char* pp = new char[10];

char* ppp = (char*)malloc(10);

return 0;

}

(4)我们知道宏替代是最粗暴的方式，所以尽量把下面new的替代宏放到每个Cpp里而不是放到一个通用的头文件中，实际上MFC也是这么做的

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

(5)上面的operator new只能照顾到最普通的new，实际上operator new是有任意多种重载方式，只需要确保第一个参数是表示大小。比如下面的placement new就会编译失败，因为宏替代后格式不符合要求了，所以如果你的CPP用了非标准的new，就不要加入new的检测宏了。

#include

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

#define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

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

{

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );

char* p = new char();

char* pp = new char[10];

char* ppp = (char*)malloc(10);

char d;

char* p1 = new(&d) char('a');

return 0;

}

(6)因为STL里map内的tree用到了placement new，所以如果你这样用会编译失败：

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

#define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#include

你应该把 #include 放到宏定义的前面。

(7)如果你在宏 #define new DEBUG_CLIENTBLOCK 之后再声明或定义 operator new函数，都会因为宏替代而编译失败。

而STL的xdebug文件恰恰申明了operator new函数，所以请确保new的替代宏放在所有include头文件的最后，尤其要放在STL头文件的后面。

//MyClass.cpp

#include "myclass.h"

#include

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

MyClass::MyClass()

{

char* p = new char('a');

}

(8)如果你觉得上面的这种new替代宏分散在各个CPP里太麻烦，想把所有的东西放到一个通用头文件里，请参考下面定义的方式：

//MemLeakChecker.h

#include

//other STL file

#ifdef _DEBUG

#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

#else

#define DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC

#include

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_CLIENTBLOCK

#endif

(9)简单判断某个独立函数有没有内存泄露可以用下面的方法：

class DbgMemLeak

{

_CrtMemState m_checkpoint;

public:

explicit DbgMemLeak()

{

_CrtMemCheckpoint(&m_checkpoint);

};

~DbgMemLeak()

{

_CrtMemState checkpoint;

_CrtMemCheckpoint(&checkpoint);

_CrtMemState diff;

_CrtMemDifference(&diff, &m_checkpoint, &checkpoint);

_CrtMemDumpStatistics(&diff);

_CrtMemDumpAllObjectsSince(&diff);

};

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

{

DbgMemLeak check;

{

char* p = new char();

char* pp = new char[10];

char* ppp = (char*)malloc(10);

}

return 0;

}

(10)其实知道了原理，自己写一套C++内存泄露检测也不难，主要是重载operator new和operator delete，可以把每次内存分配情况都记录在一个Map里，delete时删除记录，最后程序退出时把map里没有delete的打印出来。当然我们知道Crt在实现new时一般实际上调的是malloc，而malloc可能又是调HeapAlloc，而HeapAlloc可能又是调用 RtlAllocateHeap，所以理论上我们可以在这些函数的任意一层拦截和记录。但是如果你要实现自己的跨平台内存泄露检测，还是重载 operator new吧。

0 0