用VC檢測和隔離內(nèi)存泄漏

1、用VC+檢測和隔離內(nèi)存泄漏具有動態(tài)的分配和釋放內(nèi)存的能力是C/C+程序語言的重要特色之一。Visual C+ debugger 和 CRT庫提供了一系列有效的檢測和鑒定內(nèi)存泄漏的工具。設(shè)置內(nèi)存泄漏檢測檢測內(nèi)存泄漏的基本工具是調(diào)試器和CRT調(diào)試堆函數(shù)。為了使用調(diào)試堆函數(shù)，在你的程序中你必須含有下面的說明：#define _CRTDBG_MAP_ALLOC#include <stdlib.h>#include <crtdbg.h>#include說明必須按順序說明。如果改變了順序，所用的函數(shù)可能不能正常工作。包含crtdbg.h的_malloc_dbg和 _free_dbg

2、將 malloc和free函數(shù)映射到測試版中，它可以跟蹤內(nèi)存的分配和釋放。這種映射僅僅在一個測試體系中發(fā)生(也就是說，僅僅當(dāng)_DEBUG被定義的時候)。釋放的體系使用通常的malloc和 free功能。#define說明映射CRT堆函數(shù)的低級版本到相應(yīng)的測試版本。這個說明是不需要的，但是沒有它，內(nèi)存泄漏處含有的只是沒有多大用處的信息。一旦你已經(jīng)增加了剛才的說明，你能夠通過在你的程序中包含下面的說明來釋放內(nèi)存信息：_CrtDumpMemoryLeaks();當(dāng)調(diào)試情況下運(yùn)行程序時，在輸出窗口的Debug 標(biāo)簽處_CrtDumpMemoryLeaks表現(xiàn)出內(nèi)存泄漏的信息。內(nèi)存泄漏信息類似下面這樣：

3、Detected memory leaks!Dumping objects ->C:PROGRAM FILESVISUAL STUDIOMyProjectsleaktestleaktest.cpp(20) : 18 normal block at0x00780E80, 64 bytes long.Data: <                > CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD C

4、D CD CD CD Object dump complete. 如果你沒有用#define _CRTDBG_MAP_ALLOC說明，內(nèi)存漏洞堆存處類似下面這樣：Detected memory leaks!Dumping objects ->18 normal block at 0x00780E80, 64 bytes long.Data: <                > CD CD CD CD CD CD CD

5、 CD CD CD CD CD CD CD CD CD Object dump complete.當(dāng)_CRTDBG_MAP_ALLOC被定義時，_CrtDumpMemoryLeaks給了你更多的有用信息。如果_CRTDBG_MAP_ALLOC沒有被定義，那么將向你如下顯示：內(nèi)存分配數(shù)值（花括號內(nèi)）模塊的類型（normal、client或者CRT）以十六進(jìn)制格式定位的內(nèi)存以字節(jié)計(jì)模塊的大小第一個十六字節(jié)的內(nèi)容（也可以用十六進(jìn)制）當(dāng)定義了_CRTDBG_MAP_ALLOC的時候，顯示的內(nèi)容也向你展現(xiàn)了出現(xiàn)泄漏內(nèi)存所分配地方的文件。在文件名之后括號內(nèi)的數(shù)字（20，以此為例）是文件內(nèi)的行數(shù)值。如果你雙

6、擊包含行數(shù)值和文件名的輸出行， C:PROGRAM FILESVISUAL STUDIOMyProjectsleaktestleaktest.cpp(20) : 18 normal block at 0x00780E80, 64 bytes long.指針將會跳到源文件中內(nèi)存被分配地方的行（在上面的情況下，leaktest.cpp的行號為20）。選擇輸出行并按F4將有同樣的效果。 使用_CrtSetDbgFlag如果你的程序總是在同一各地方存在，那么調(diào)用_CrtDumpMemoryLeaks時非常容易的。但是，如果你的程序需要在多個位置退出該怎么辦？在每一個可能的出口處如果不調(diào)用_CrtDum

7、pMemoryLeaks，你可在你的程序開始處包含下面的調(diào)用：_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);當(dāng)程序退出時，這個說明自動地調(diào)用_CrtDumpMemoryLeaks。你必須設(shè)置兩個位域，_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF。翻譯內(nèi)存模塊的類型內(nèi)存泄漏信息鑒別泄漏內(nèi)存的每一個模塊作為一個普通的模塊、一個客戶模塊或者一個CRT模塊。實(shí)際上，普通的模塊和客戶模塊是你可能留心的唯一類型。一個普通模塊(normal block)是由你的程序分配的普通內(nèi)存。一個客戶

8、模塊(client block)是一種特殊的內(nèi)存模塊，它由于需要一個析構(gòu)函數(shù)的對象而被Microsoft Foundation Classes (MFC)所使用。MFC new操作子建立一個普通模塊或者一個客戶模塊，來適合被創(chuàng)建的模塊。一個CTR模塊是由CRT庫提供自己使用而分配的內(nèi)存模塊。CRT庫對這些模塊來管理自己的去分配，因此你不可能在內(nèi)存泄漏報告中注意到這些，除非有些地方有嚴(yán)重的錯誤（例如，CRT庫崩潰）。在內(nèi)存泄漏信息中有兩種你從來沒有見過的模塊類型：空閑模塊（free block）是一種被釋放的內(nèi)存模塊Ignore block是你已經(jīng)特殊標(biāo)記過以至于在內(nèi)存泄漏報告中不會出現(xiàn)的模塊。

9、設(shè)置CRT報告樣式像以前的一樣，按默認(rèn)方式，_CrtDumpMemoryLeaks傾卸內(nèi)存泄漏信息到輸出窗口的Debug窗格。你可以運(yùn)用_CrtSetReportMode重新設(shè)置它到堆存處，到另一個位置。如果你使用一個庫，它可能重新設(shè)置輸出到另一個位置。在這種情況下，你能夠利用下面的說明來設(shè)置輸出位置回到輸出窗口：_CrtSetReportMode( _CRT_ERROR, _CRTDBG_MODE_DEBUG );關(guān)于使用_CrtSetReportMode去發(fā)送輸出信息到另一個位置，要看Visual C+文件的_CrtSetReportMode節(jié)。在內(nèi)存分配數(shù)目處設(shè)置一個斷點(diǎn)在內(nèi)存泄漏報告中

10、的文件名和行號可告訴你泄漏的內(nèi)存在那里被分配，但是了解內(nèi)存在那里分配對于鑒定問題不總是充分的。在一個程序運(yùn)行過程中，經(jīng)常是一個分配將會被調(diào)用很多次，但是它可能在某次調(diào)用中泄漏內(nèi)存。為了確定問題，你必須不但知道泄漏的內(nèi)存在那里分配，還要知道泄漏發(fā)生的條件。對你來說，使它成為可能的那條信息是內(nèi)存分配號。當(dāng)那些被顯示的時候，文件名和行號之后，這是在curly brace中出現(xiàn)的數(shù)值。例如，在下面的輸出中，"18"是內(nèi)存分配號。它的意思是泄漏的內(nèi)存是你程序中內(nèi)存分配的第十八個模塊。Detected memory leaks!Dumping objects ->C:PROGRA

11、M FILESVISUAL STUDIOMyProjectsleaktestleaktest.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.CRT庫計(jì)算在程序運(yùn)行期間分配的所用

12、內(nèi)存模塊，包括CRT自己分配的內(nèi)存或者諸如MFC的其它模塊。因此帶有分配號n的一個對象是在你的程序中分配的第n個對象，但不可能是由代碼分配的第n個對象。（在大部分情況下，它是不會的。）你可以利用分配號在內(nèi)存分配的地方設(shè)置一個斷點(diǎn)。為了做這些，你可以距離你的程序開始很近處，設(shè)置一個位置斷點(diǎn)。當(dāng)你的程序在那一點(diǎn)暫停時，你能夠從QuickWatch對話框或者Watch窗口設(shè)置這樣一個位置斷點(diǎn)。例如，在Watch窗口中，在Name欄鍵入下面的表達(dá)式： _crtBreakAlloc如果你正在用CRT庫的多線程的dynamic-link library (DLL)版本，你必須含有上下文操作符，像這里說明的

13、：,msvcrtd.dll_crtBreakAlloc現(xiàn)在，按RETURN。調(diào)試器評估調(diào)用并且把結(jié)果放置在Value欄。如果你在內(nèi)存分配過程中還沒有設(shè)置任何斷點(diǎn)，那么這個值是1。使用你想中斷處內(nèi)存分配的分配數(shù)值來代替Value表中的值-例如，18 去中斷早期在輸出過程中展現(xiàn)的分配。當(dāng)你在你感興趣的內(nèi)存分配處設(shè)置斷點(diǎn)之后，你能夠繼續(xù)調(diào)試。在與從前相同的條件下，運(yùn)行程序時一定要小心，因而分配的順序不會改變。當(dāng)你的程序在一個特殊的內(nèi)存分配點(diǎn)中斷的時候，你能夠查看Call Stack窗口和其他的測試信息來確定在此條件下內(nèi)存的分配。如果需要的話，你可以繼續(xù)從那一點(diǎn)執(zhí)行程序，以至于了解對象到底發(fā)生了什么事

14、，同時還可能確定為了沒有正確地被去分配。（對對象設(shè)置一個數(shù)據(jù)斷點(diǎn)是很有幫助的。）雖然在調(diào)試器中設(shè)置內(nèi)存分配斷點(diǎn)通常更加容易，但是如果你喜歡的話，你可以在你的代碼中設(shè)置它們。為了在你的代碼中設(shè)置一個內(nèi)存分配斷點(diǎn)，可以增加這樣一行（對于第十八個內(nèi)存分配）： _crtBreakAlloc = 18;最后一個選擇，你可以使用有相同效果的_CrtSetBreakAlloc函數(shù)。_CrtSetBreakAlloc(18);比較內(nèi)存狀態(tài)定位內(nèi)存泄漏的另一個方法就是在關(guān)鍵點(diǎn)對應(yīng)用程序的內(nèi)存狀態(tài)做快照。CRT庫提供了一個結(jié)構(gòu)類型，_CrtMemState。你可以使用它來存儲內(nèi)存狀態(tài)的一個快照。_CrtMemSt

15、ate s1, s2, s3;為了在特定點(diǎn)對內(nèi)存狀態(tài)進(jìn)行快照，可以傳遞一個_CrtMemState結(jié)構(gòu)到he _CrtMemCheckpoint函數(shù)。此函數(shù)用當(dāng)時內(nèi)存狀態(tài)的一個快照來填充此結(jié)構(gòu)： _CrtMemCheckpoint( &s1);你可以通過傳遞此結(jié)構(gòu)到_CrtMemDumpStatistics函數(shù)來傾卸_CrtMemState結(jié)構(gòu)的任意點(diǎn)的內(nèi)容：_CrtMemDumpStatistics( &s3 );( &s1 );此函數(shù)打印出類似于下面這樣的一堆內(nèi)存分配信息：0 bytes in 0 Free Blocks.0 bytes in 0 Normal Bl

16、ocks.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.為了確定一個內(nèi)存泄漏是否在一節(jié)代碼中出現(xiàn)，你可以在此節(jié)前和此節(jié)后對內(nèi)存狀態(tài)作快照，然后用_CrtMemDifference比較兩種狀態(tài)： _CrtMemCheckpoint( &s1 );/ memory allocations take place here_CrtMemCheckpoint( &s2 );if ( _CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) )   &