前序：此篇文章為轉(zhuǎn)載，出處不詳，網(wǎng)上對(duì)這篇文章的轉(zhuǎn)載鋪天蓋地，不過這個(gè)只是在VC下面的檢測方法，那么在其他操作系統(tǒng)和編譯平臺(tái)下面，又當(dāng)如何檢測和排除內(nèi)存泄漏呢？文章繼續(xù)補(bǔ)充中..
摘要：
本文描述了如何使用VC++和CRT庫提供的工具定位和排除內(nèi)存泄漏，檢測的難度使得使用C/C++編程語言的應(yīng)用開發(fā)產(chǎn)生問題。
介紹：
動(dòng)態(tài)分配、回收內(nèi)存是C/C++編程語言一個(gè)最強(qiáng)的特點(diǎn)，但是中國哲學(xué)家孫（Sun Tzu，我不知道是誰？那位知道？）指出，最強(qiáng)的同時(shí)也是最弱的。這句話對(duì)C/C++應(yīng)用來說非常正確，在內(nèi)存處理出錯(cuò)的地方通常就是BUGS產(chǎn)生的地方。一個(gè)最敏感和難檢測的BUG就是內(nèi)存泄漏-沒有把前邊分配的內(nèi)存成功釋放，一個(gè)小的內(nèi)存泄漏可能不需要太注意，但是程序泄漏大塊內(nèi)存，或者漸增式的泄漏內(nèi)存可能引起的現(xiàn)象是：先是性能低下，再就是引起復(fù)雜的內(nèi)存耗盡錯(cuò)誤。最壞的是，一個(gè)內(nèi)存泄漏程序可能用完了如此多的內(nèi)存以至于引起其他的程序出錯(cuò)，留給用戶的是不能知道錯(cuò)誤到底來自哪里。另外，一個(gè)看上去無害的內(nèi)存泄漏可能是另一個(gè)問題的先兆。幸運(yùn)的是VC++DEBUGER和CRT庫提供了一組有效的檢測和定位內(nèi)存泄漏的工具。本文描述如何使用這些工具有效和系統(tǒng)的排除內(nèi)存泄漏。
啟動(dòng)內(nèi)存泄漏檢測：
主要的檢測工具是DEBUGER和CRT堆除錯(cuò)函數(shù)。要使除錯(cuò)函數(shù)生效，必須要在你的程序中包含以下幾個(gè)語句：
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
并且這些#include 語句必須按上邊給出的順序使用。如果你改變了順序，可能導(dǎo)致使用的函數(shù)工作不正常。包含crtdbg.h的作用是用malloc和free函數(shù)的debug版本（_malloc_dbg 和 _free_dbg）來替換他們，他們能跟蹤內(nèi)存分配和回收。這個(gè)替換僅僅是在debug狀態(tài)下生效，Relese版本中還是使用普通的malloc和free函數(shù)。
上面的#define語句使用crt堆函數(shù)相應(yīng)的debug版本來替換正常的堆函數(shù)。這個(gè)語句不是必需的，但是沒有他，你可能會(huì)失去一些有用的內(nèi)存泄漏信息。
你一旦在你的程序中增加了以上的語句，你可以通過在程序中增加_CrtDumpMemoryLeaks();函數(shù)來輸出內(nèi)存泄漏信息。
當(dāng)你在debuger下運(yùn)行你的程序時(shí)，_CrtDumpMemoryLeaks 顯示內(nèi)存泄漏信息在OutPut窗口的Debug標(biāo)簽項(xiàng)里。內(nèi)存泄漏信息舉例如下：
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.
如果你沒有使用 #define _CRTDBG_MAP_ALLOC語句的話，輸出信息將如下：
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.
像你所看到的，當(dāng)_CRTDBG_MAP_ALLOC
被定義后_CrtDumpMemoryLeaks給了你很多有用的信息。在沒有定義_CRTDBG_MAP_ALLOC 的情況下，顯示信息包含：
1.內(nèi)存分配的編號(hào)（大括弧中的數(shù)字）；
2.內(nèi)存快的類型（普通型、客戶端型、CRT型）；
3.16進(jìn)制表示的內(nèi)存位置；
4.內(nèi)存快的大小；
5.前16bytes的內(nèi)容。
如果定義了_CRTDBG_MAP_ALLOC ，輸出信息還包含當(dāng)前泄漏內(nèi)存是在那個(gè)文件中被分配的定位信息。文件名后圓括弧中的數(shù)字是行數(shù)。如果你雙擊這行信息，
C:\PROGRAM FILES\VISUAL STUDIO\MyProjects\leaktest\leaktest.cpp(20) : {18}
normal block at 0x00780E80, 64 bytes long.
光標(biāo)就會(huì)跳轉(zhuǎn)到原文件中分配這個(gè)內(nèi)存的行前。選擇Output中的題是行，按F4能達(dá)到同樣的效果。
使用Using _CrtSetDbgFlag：
如果你的程序的退出點(diǎn)只有一個(gè)的話，調(diào)用_CrtDumpMemoryLeaks將是非常容易。但是，如果你的程序有多個(gè)退出點(diǎn)話會(huì)是什么樣一個(gè)情況？如果不想在每個(gè)退出點(diǎn)都調(diào)用_CrtDumpMemoryLeaks，你可以在程序的開始包含以下調(diào)用：
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);
這個(gè)語句會(huì)在你的程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)調(diào)用_CrtDumpMemoryLeaks，但是你必須象前邊提到的那樣設(shè)置_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和
_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF這兩個(gè)標(biāo)志位。
介紹一下內(nèi)存塊的類型：
就象前面指出的，一個(gè)內(nèi)存泄漏信息指出每個(gè)內(nèi)存泄漏塊的類型為普通、客戶端或者CRT型。在實(shí)際程序中，普通型和客戶端型式最常見的類型。
普通型內(nèi)存塊是你的程序平常分配的內(nèi)存類型。
客戶端型內(nèi)存塊是MFC程序給需要析構(gòu)的對(duì)象分配的內(nèi)存塊。MFC的new操作可以選擇普通型或客戶端型中合適的一種作為將要被創(chuàng)建的對(duì)象的內(nèi)存塊類型。
CRT內(nèi)存塊是CRT庫為自己使用而分配的內(nèi)存塊。CRT在處理自己的釋放內(nèi)存操作時(shí)使用這些塊，所以在內(nèi)存泄漏報(bào)告中這種類型并不常見，除非發(fā)生嚴(yán)重異常（例如：CRT庫出錯(cuò)）。
還有兩種類型你在內(nèi)存泄漏信息中看不到：
自由塊，它是已經(jīng)被釋放的內(nèi)存塊；
忽略塊，它是已經(jīng)被特殊標(biāo)示的內(nèi)存塊。
設(shè)置CRT報(bào)告的格式：
在默認(rèn)情況下，_CrtDumpMemoryLeaks輸出的內(nèi)存泄漏信息就象前邊描述的那樣。你可以使用_CrtSetReportMode讓這些輸出信息輸出到其他地方。如果你使用一個(gè)庫，它可能要使輸出信息到其他的地方，在這種情況下，你可以使用_CrtSetReportMode( _CRT_ERROR, _CRTDBG_MODE_DEBUG );語句使輸出信息重新定位到Output窗口。
根據(jù)內(nèi)存分配編號(hào)設(shè)置斷點(diǎn)：
內(nèi)存泄漏報(bào)告中的文件名和行數(shù)告訴你內(nèi)存泄漏的位置，但是知道內(nèi)存泄漏位置不是總是能找到問題所在。在一個(gè)運(yùn)行的程序中一個(gè)內(nèi)存分配操作可能被調(diào)用多次，但是內(nèi)存泄漏可能只發(fā)生在其中的某次操作中。為了確認(rèn)問題所在，你除了知道泄漏的位置之外，你還必須要知道發(fā)生泄漏的條件。內(nèi)存分配編號(hào)使得解決這個(gè)問題成為可能。這個(gè)數(shù)字就在文件名、行數(shù)之后的大括弧內(nèi)。例如，在上面的輸出中“18”就是內(nèi)存分配編號(hào)，它的意思是你程序中的內(nèi)存泄漏發(fā)生在第18次分配操作中。
CRT庫對(duì)正在運(yùn)行程序中所有的內(nèi)存塊分配進(jìn)行計(jì)數(shù)，包括自身的內(nèi)存分配，或者其他庫（象MFC）。一個(gè)對(duì)象的分配編號(hào)是n表示第n個(gè)對(duì)象被分配，但是它可能并不表示第N個(gè)對(duì)象通過代碼被分配（在大多數(shù)情況下它們并不相同）。
你可以根據(jù)內(nèi)存分配編號(hào)在內(nèi)存被分配的位置設(shè)置斷點(diǎn)。先在程序開始部分附近設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)，當(dāng)你的程序在斷點(diǎn)處停止后，你可以通過QuickWatch對(duì)話框或者Watch窗口來設(shè)置內(nèi)存分配斷點(diǎn)。在Watch窗口中的Name列中輸入_crtBreakAlloc，如果你使用的是多線程DLL版本的CRT庫的話你必須包含上下文轉(zhuǎn)換
{,,msvcrtd.dll}_crtBreakAlloc。完成后按回車，debugger處理這次調(diào)用，并且把返回值顯示在Value列中。如果你沒有設(shè)置內(nèi)存分配斷點(diǎn)的話返回值是-1。在Value列中輸入你想設(shè)置的分配數(shù)，例如18。
你在自己感興趣的內(nèi)存分配位置設(shè)置斷點(diǎn)后，你可以繼續(xù)debugging。細(xì)心的運(yùn)行你的程序在相同的條件下，這樣才能保證內(nèi)存分配的順序不致發(fā)生變化。當(dāng)程序在特定的內(nèi)存分配處停下來后，
你可以查看Call 窗口和其他的debugger信息來分析此次內(nèi)存分配的條件。如果有必要你可以繼續(xù)運(yùn)行程序，看一看這個(gè)對(duì)象有什么變化，或許可以得知為什么內(nèi)存沒有被正確的釋放。
盡管這個(gè)操作非常容易，但是如果你高興的話也可以在代碼中設(shè)置斷點(diǎn)。在代碼中增加一行代碼_crtBreakAlloc = 18;另外也可以通過_CrtSetBreakAlloc(18)來完成設(shè)置。
比較內(nèi)存狀態(tài)
另一個(gè)定位內(nèi)存泄漏的方法是在重要位置捕捉應(yīng)用程序的“內(nèi)存快照”。CRT庫提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 _CrtMemState，使用它你可以保存內(nèi)存狀態(tài)的快照（當(dāng)前狀態(tài)）。
_CrtMemState s1, s2, s3;
為了得到一個(gè)快照，可以把一個(gè)_CrtMemState
結(jié)構(gòu)體傳給_CrtMemCheckpoint 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)可以把當(dāng)前的內(nèi)存狀態(tài)填充在結(jié)構(gòu)體中：
_CrtMemCheckpoint( &s1 );
你可以通過把結(jié)構(gòu)體_CrtMemState 傳給_CrtMemDumpStatistics函數(shù)來輸出結(jié)構(gòu)體中的內(nèi)容。
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );( &s1 );
它輸出的信息如下：
0 bytes in 0 Free Blocks.
0 bytes in 0 Normal Blocks.
3071 bytes in 16 CRT Blocks.
0 bytes in 0 Ignore Blocks.
0 bytes in 0 Client Blocks.
Largest number used: 3071 bytes.
Total allocations: 3764 bytes.
為了得知一段代碼中是否有內(nèi)存泄漏，你可以在這段代碼的開始和完成處分別拍一個(gè)快照，然后調(diào)用_CrtMemDifference函數(shù)來比較兩個(gè)狀態(tài)：
_CrtMemCheckpoint( &s1 );
// memory allocations take place here
_CrtMemCheckpoint( &s2 );
if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1,
&s2) )
_CrtMemDumpStatistics( &s3 );
就像名字中暗示的那樣，_CrtMemDifference比較兩個(gè)內(nèi)存狀態(tài)，并且產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果（第一個(gè)參數(shù)）。把 _CrtMemCheckpoint 放在程序的開始和結(jié)尾，調(diào)用_CrtMemDifference
來比較結(jié)果，這也是一種檢測內(nèi)存泄漏的方法。如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏，你可以使用_CrtMemCheckpoint把程序分成兩半分別使用上述方法來檢測內(nèi)存泄漏，這樣就是使用二分法來檢查內(nèi)存泄漏。。、47