内存泄漏、内存溢出和解决方案

时间：2021-11-23 20:57:41

执行过程中的内存空间未释放时应用程序后，动态内存泄漏不再使用，因此，很可能导致应用程序的内存无线增长。泄露包含未对系统的资源的及时释放，比方句柄等。

内存溢出即用户在对其数据缓冲区操作时。超过了其缓冲区的边界；尤其是对缓冲区写操作时，缓冲区的溢出非常可能导致程序的异常。

一.内存泄露

“知己知彼。方能百战不殆”，假设我们可以比較清楚的了解在编程的时候哪些情况easy导致内存泄露。通过避免这些糟糕的情况，从提高代码的质量本身出发，来抵御潜在导致内存泄露的发生。

1.1先来看看内存泄露可能发生的一些场景：

（1）程序猿经常忽略在全部的分支都加上内存的回收处理

[cpp]  view plain copy
  1. int size = 100;  
  2. char *pointer = new char[size];  
  3. if (!xxxAPI(pointer, size)  
  4. {  
  5.     return;  
  6. }  
  7. delete[]pointer;  

（2）构造函数中申请空间，析构函数中释放空间

（3）库函数或者系统API会在内部申请空间，然后返回指针给用户；以strdup为例

[cpp]  view plain copy
  1. char *str;  
  2. str = strdup("hello World!");  

  strdup申请了一段空间存储字符串"hello World"。然后返回空间地址，这个时候用户常常会忘记释放str。

上面仅仅是列出了简单的三种情况，尤其在一个复杂的大型系统中，一段内存的使用周期太长或者嵌套太深。还须要程序猿自己去把握。

1.2.内存泄露的检測

（1）利用内存泄露检測工具

经常使用的有 BoundsCheaker、Deleaker、Visual Leak Detector等，工具毕竟熟能生巧，用户选择先自己喜欢的一款去用就可以。

BoundsChecker没有找到win7下支持VS2005的破解版。用盗版的伤不起啊。

（2）使用Deleaker（本文採用vs2005）进行内存泄露检查

例如以下图所看到的：

A) Deleak安装后自己主动集成到VS中，在VS“工具”菜单中会增加一个“Deleaker”菜单项。

B) Deleaker可以对GDI。USER对象以及句柄进行检測，是否及时释放。

C) Deleaker可以检測泄露的内存发生地点，即展示其函数栈；双击可以转到对应的文件；

PS：Deleaker对中文不支持

内存泄漏、内存溢出和解决方案

假设有内存泄露Deleaker会在程序调试完弹出对话框例如以下图所看到的：

内存泄漏、内存溢出和解决方案

（3）使用Viual Leak detector

使用Deleak方便灵活，除了其对中文路径支持问题。但感觉和vs的集成度并非非常高。

Viual Leak detector安装后，要在VS中设置对应的头文件和库路径。在Debug模式下假设要检測对应源文件的内存泄露，则加上"#include <vld.h>"就可以；

这样在检測内存泄露，能够在VS的输出窗体进行输出，感觉和VS的集成度更高，结果例如以下图所看到的：

内存泄漏、内存溢出和解决方案

相同可以显示 内存泄露处的 调用栈，而且通过双击也可以跳转到文件的内存泄露行。个人还是比較喜欢这样的方式的。

（4）在没有工具的情况下，使用crtdbg.h中的api也是个非常棒的选择

在MFC中能够看到在程序退出的时候，输出框内结尾部分输出内存泄露，而且点击能够跳转到内存泄露的代码处。

那么在console程序下呢，当然我们相同能够做到（做那些MFC帮我们完毕了的细节）。

A) _CrtSetDbgFlag函数

[cpp]  view plain copy
  1. int _CrtSetDbgFlag(  
  2. int newFlag  
  3. );  

（函数具体信息參考：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/5at7yxcs.aspx）

这个函数用于控制debug模式下堆管理的分配行为；

在main函数開始处加入：

[cpp]  view plain copy
  1. _CrtSetDbgFlag(_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_REPORT_FLAG) | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);  
  2. //_CRTDBG_REPORT_FLAG:表示获取当前的标示位  
  3. //_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF:表示检測内存泄露  

则假设出现内存泄露Debug结束后。输出框将输出：

内存泄漏、内存溢出和解决方案

{150}表示申请的第150块申请的内存空间;

B) 显示内存泄露所在的文件以及行

可以知道有内存泄露是不够的。更须要的信息是哪里内存泄露了？

我们能够在每一个源文件的开头定义写这样一条宏定义：

[cpp]  view plain copy
  1. //依据__FILE___和__LINE__可以确定文件和行  
  2. #define new   new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)    

内存泄漏、内存溢出和解决方案

C) 显示内存泄露处的堆栈

[cpp]  view plain copy
  1. //lBreakAlloc。在申请的堆区序号为lBreakAlloc处设置一个断点  
  2. long _CrtSetBreakAlloc( long lBreakAlloc );  
（函数具体信息參考： http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/aa246759 ）

此函数在指定的申请堆区空间次序处（即lBreakAlloc）设置断点；

非常喜欢这个函数。这个函数结合"A)"中提到的{150},比方用法：

[cpp]  view plain copy
  1. _CrtSetBreakAlloc(150); //则在第150次申请堆空间时候设置断点  

这样就能够看到函数调用栈。从而帮助我们更加精确的定位程序泄露的位置（调用栈但是个好玩意）。

个人感觉这样的方式尽管要手动的改动代码。但其功能却比前两个工具的有效，由于可以在程序执行的时候查看调用栈，这就意味着可以调试程序。

展示结果例如以下图所看到的（自己主动在第150次申请堆空间处中断）：

内存泄漏、内存溢出和解决方案

二.内存溢出

本篇最想分享的就是内存溢出的调试方法，内存溢出可以导致程序异常。并且这样的异常使程序猿难下面手。

2.1 内存溢出导致的异常症状

（1）内存异常常常产生的程序报错。例如以下图所看到的：
内存泄漏、内存溢出和解决方案

（2）有可能调试的时候不错，执行的时候出错，并且随机出现，这绝对让人非常头疼的问题。

（3）庆幸的是，假设编译后的debug程序，直接执行后，假设出错，能够选择调试程序（例如以下图所看到的）。

千万别以为麻烦就此能够攻克了，进入调试状态后。发现出错的地方根本代码没有不论什么问题，可见内存溢出是个多么令人讨厌的家伙。

内存泄漏、内存溢出和解决方案

2.2 解决方法

尽管他是那么可恶，但也不要忘了是程序猿自己一手创建了出来的。也不要灰心，困难总是有方法去解决的。

（1）等到生病的时候。再去看病，也许已经晚了；最好是提前做好预防准备；

        A） 比方在程序中多使用strcpy_s、memcpy_s等具有缓冲区大小检查的函数，去代替strcpy、memcpy等；

        B）给project设置编译选项/WX开启（“将警告视为错误”）。严格要求自己，这样非常可能避免了不少潜在的bug。

        C)  对自己的代码做好单元測试

（2）假设出现了这样的难以查找的错误，能够从程序源代码着手，查看一些和内存操作相关的函数。比方strcpy、memcpy等。

本人以前在项目中就遇到用一个项目组成员在使用。strcpy拷贝一个字符串到一个空间不够的内存，从而导致程序异常：

[cpp]  view plain copy
  1. //拷贝字符串。而且返回新的字符串地址  
  2. char * string_copy(const char *source)  
  3. {  
  4.     char *p_string;  
  5.     int string_len;  
  6.     string_len = strlen(source);  
  7.     if(source == NULL)  
  8.     {  
  9.         p_string = (char *)malloc(2*sizeof(char));  
  10.         strcpy(p_string, "");  
  11.     }  
  12.     else  
  13.     {   //这里错误 string_len+1  
  14.     p_string = (char *)malloc((string_len)*sizeof(char));   
  15.     strcpy(p_string, source);  
  16.     }  
  17.     return p_string;  
  18. }  

静态地去检查代码方法比較慢，并且不适用于大project。

（3）检查工具

幸运的是本人接触了一个代码量较大的project。不幸的是发生了内存溢出问题，而导致程序异常。并且出现的症状，就是调试不错，执行出错。

并且随机出现。并且内存异常的代码处。代码没有不论什么问题。这个问题纠结了至少一个月，病极乱投医，但找了一些工具大多用于检查内存泄露的。

终于确定了两个工具：

A）BoudsChecker,除了可以检查内存泄露。也能检查内存溢出问题；可惜的是没有找到Win7 下支持VS2005的破解版本号

B）AppVerifier。专门用来检測那些用普通方法检測不出的意想不到的bug（比方内存溢出、错误句柄使用等）。

并且AppVerifier使用很easy，

仅仅须要绑定须要測试的的应用程序，而且勾选測试项后保存，使用VS2005进行调试就可以。AppVier：

内存泄漏、内存溢出和解决方案

PS：文中所称的内存溢出，用英文专业术语叫做heap corruption


转载于：http://blog.csdn.net/cjf_iceking/article/details/7552802

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