本文來自http://blog.csdn.net/zxcred
C++程序的復雜性很大一部分在于他的內(nèi)存管理，沒有C#那樣的垃圾回收機制，內(nèi)存管理對初學者來說很困難。經(jīng)常會出現(xiàn)內(nèi)存泄露的情況。那么我們寫程序如何避免內(nèi)存泄露呢？首先我們需要知道程序有沒有內(nèi)存泄露，然后定位到底是哪行代碼出現(xiàn)內(nèi)存泄露了，這樣才能將其修復。
本文描述了如何檢測內(nèi)存泄露。最主要的是純C，C++的程序如何檢測內(nèi)存泄露。
現(xiàn)在有很多專業(yè)的檢測工具，比如比較有名的BoundsCheck, 但是這類工具也有他的缺點，我認為首先BoundsCheck是商業(yè)軟件，呵呵。然后呢需要安裝，使用起來不太方便。因為我們檢測的時候不一定經(jīng)常會啟動他來檢測。這樣經(jīng)常會積累很多問題，那時要解決就麻煩了。最好就是從開始編碼，一步一步的都能隨時提醒我們內(nèi)存泄露。我們編程序會經(jīng)常調(diào)試，假如能在每次調(diào)試程序的時候都能自動檢測內(nèi)存泄露就好了。
一. 在 MFC 中檢測內(nèi)存泄漏
假如是用MFC的程序的話，很簡單。默認的就有內(nèi)存泄露檢測的功能。
我們用VS2005生成了一個MFC的對話框的程序,發(fā)現(xiàn)他可以自動的檢測內(nèi)存泄露.不用我們做任何特殊的操作. 仔細觀察,發(fā)現(xiàn)在每個CPP文件中,都有下面的代碼:
- #ifdef _DEBUG
- #define new DEBUG_NEW
- #endif
在含有以上代碼的cpp文件中分配內(nèi)存后假如沒有刪除，那么停止程序的時候，VisualStudio的Output窗口就會顯示如下的信息了：
- Detected memory leaks!
- Dumping objects ->
- d:\code\mfctest\mfctest.cpp(80) : {157} normal block at 0x003AF170, 4 bytes long.
- Data: < > 00 00 00 00
- Object dump complete.
在Output窗口雙擊粗體字那一行，那么IDE就會打開該文件，定位到該行，很容易看出是哪出現(xiàn)了內(nèi)存泄露。
二．檢測純C++的程序內(nèi)存泄露
我試了下用VisualStudio建立的Win32 Console Application和Win32 Project項目，結(jié)果都不能檢測出內(nèi)存泄露。
下面一步一步來把程序的內(nèi)存泄露檢測的機制建立起來。
首先，我們需要知道C運行庫的Debug版本提供了許多檢測功能，使得我們更容易的Debug程序。在MSDN中有專門的章節(jié)講這個，叫做Debug Routines，建議大家先看看里面的內(nèi)容吧。
我們會用到里面很重要的幾個函數(shù)。其中最重要的是 _CrtDumpMemoryLeaks();自己看MSDN里的幫助吧。使用這個函數(shù)，需要包含頭文件crtdbg.h
該函數(shù)只在Debug版本才有用，當在調(diào)試器下運行程序時，_CrtDumpMemoryLeaks 將在“Output(輸出)”窗口中顯示內(nèi)存泄漏信息.寫段代碼試驗一下吧，如下：
檢測內(nèi)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;
- }
運行后，在Output（輸出）窗口，顯示了如下的信息：
- Detected memory leaks!
- Dumping objects ->
- {112} normal block at 0x003AA770, 4 bytes long.
- Data: < > 00 00 00 00
- Object dump complete.
但是這個只是告訴我們程序有內(nèi)存泄露，到底在哪泄露了一眼看不出來啊。
看我們的檢測內(nèi)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;
- }
- Detected memory leaks!
- Dumping objects ->
- d:\code\consoletest\consoletest.cpp(21) : {112} client block at 0x003A38B0, subtype 0, 4 bytes long.
- Data: < > 00 00 00 00
- Object dump complete.
- int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
- {
- int* p = new int();
- _CrtDumpMemoryLeaks();
- delete p;
- return 0;
- }
運行后可以發(fā)現(xiàn)我們刪除了指針，但是它仍然報內(nèi)存泄露。所以可以想象，每調(diào)用一次new，程序內(nèi)部都會將該調(diào)用記錄下來，類似于有個數(shù)組記錄，假如delete了，那么就將其從數(shù)組中刪除，而_CrtDumpMemoryLeaks()就是把這個數(shù)組當前的狀態(tài)打印出來。
所以除了在必要的時候Dump出內(nèi)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，那么我們就需要在多個地方都調(diào)用該函數(shù)。
更進一步，假如程序在類的析構函數(shù)里刪除指針，怎么辦？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;
- }
如何改進呢,看檢測內(nèi)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 );
該語句在程序退出時自動調(diào)用 _CrtDumpMemoryLeaks。必須同時設置 _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF.
這樣，該版本已經(jīng)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窗口中輸出信息，對開發(fā)人員的提醒還不明顯，經(jīng)常會被遺漏，而且很多人就算發(fā)現(xiàn)了內(nèi)存泄露，但是不好修復，不會嚴重影響到程序外在表現(xiàn)，都不會修復。怎么樣能讓開發(fā)人員主動的修復內(nèi)存泄露的問題呢？記得曾經(jīng)和人配合寫程序，我的函數(shù)參數(shù)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(shù)開始驗證函數(shù)參數(shù)，給他assert住，這樣程序運行時老是不停的彈出assert，調(diào)試程序那個煩壓，最后其他程序員煩了，就把這個問題給改好了，輸入?yún)?shù)就正確了。所以我覺得咱要讓程序員主動去做一件事，首先要讓他覺得做這個事是能減輕自己負擔，讓自己工作輕松的。呵呵，那咱們也這樣，當程序退出時，檢測到內(nèi)存泄露就讓程序提示出來。
看檢測內(nèi)存泄露版本四：
- #include "stdafx.h"
- #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
- void Exit()
- {
- int i = _CrtDumpMemoryLeaks();
- assert( i == 0);
- }
- int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
- {
- atexit(Exit);
- int* p = new int();
- return 0;
- }
atexit(Exit);設置了在程序退出時執(zhí)行Exit()函數(shù)。
Exit()函數(shù)中,假如存在內(nèi)存泄露，_CrtDumpMemoryLeaks()會返回非0值，就會被assert住了。
到這個版本已經(jīng)達到可以使用的程度了。但是我們還可以做些改進，因為真要準確的檢測到代碼中所有的內(nèi)存泄露，需要把代碼中的#define……拷貝到所有使用new的文件中。不可能每個文件都拷貝這么多代碼，所以我們可以將他提取出來，放在一個文件中，比如我是放在KDetectMemoryLeak.h中，該文件內(nèi)容如下：- #pragma once
- #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
好了，到現(xiàn)在，檢測內(nèi)存泄露總算完成了，而且他還能定位到到底是代碼中哪個文件，哪行出現(xiàn)了內(nèi)存泄露。下一篇文章將會講些實際遇到的一些問題，例如只知道有內(nèi)存泄露，但是不知道到底內(nèi)存泄露的具體位置，如何利用內(nèi)存斷點等技術來定位內(nèi)存泄露的位置啊，最后會從代碼的角度講下，怎么樣才能避免內(nèi)存泄露吧。