1. 简述

 

　　在日常生活中，例如电脑，还有我们大家每天离不开的手机，用的时间久了，就会发现运行速度越来越快，用方言讲，就是卡的不行啦, 电脑或手机出现这种情况，大家势必会感到非常烦躁，有那种摔电脑或手机的冲动。

 

　　内存泄漏属于资源泄漏的一种，百度百科将内存泄漏分为四种：常发性内存泄漏、偶发性内存泄漏、一次性内存泄漏和隐式内存泄漏。

 

　　常发性指：内存泄漏的代码会被多次执行到。偶发性指：内存泄漏的代码只有在特定的条件下才会执行到。一次性指：内存泄漏的代码只会被执行到一次。隐式指：程序在运行中不断的开辟内存，知道程序结束时才释放内存，本质上虽然没有内存泄漏，但是如果这个程序在连续运行很长时间，会耗尽所有内存，导致系统崩溃。

 

　　下面首先介绍内存检测的基本原理，然后给出代码样例，最后说明针对四种内存泄漏进行检测的想法。

 

　　2. 基本原理

 

　　内存泄漏就是new 出来的内存没有通过 delete 合理的释放掉。 new 和 delete 这两个函数就是关键点。可以重载 new 和 delete ，每次 new 中开辟一块内存就用链表把这个内存的信息保存下来，每次用 delete 删除一块内存就从链表中删除这块内存的记录。

 

　　#include<iostream>

 

　　2 using namespace std;

 

　　3//---------------------------------------------------------------

 

　　4// 内存记录

 

　　5//---------------------------------------------------------------

 

　　6 class MemInfo{

 

　　7 private:

 

　　8 void*ptr;

 

　　9 const char*file;

 

　　10 unsigned int line;

 

　　11 MemInfo*link;

 

　　12 friend class MemStack;

 

　　13};

 

　　14//---------------------------------------------------------------

 

　　15// 内存记录栈

 

　　16//---------------------------------------------------------------

 

　　17 class MemStack{

 

　　18 private:

 

　　19 MemInfo*head;

 

　　20 public:

 

　　21 MemStack():head(NULL){}

 

　　22~MemStack(){

 

　　23 MemInfo*tmp;

 

　　24 while(head!=NULL){

 

　　25 free(head->ptr);// 释放泄漏的内存

 

　　26 tmp=head->link;

 

　　27 free(head);

 

　　28 head=tmp;

 

　　29}

 

　　30}

 

　　31 void Insert(void*ptr,const char*file,unsigned int line){

 

　　32 MemInfo*node=(MemInfo*)malloc(sizeof(MemInfo));

 

　　33 node->ptr=ptr;node->file=file;node->line=line;

 

　　34 node->link=head;head=node;

 

　　35}

 

　　36 void Delete(void*ptr){

 

　　37 MemInfo*node=head;

 

　　38 MemInfo*pre=NULL;

 

　　39 while(node!=NULL&&node->ptr!=ptr){

 

　　40 pre=node;

 

　　41 node=node->link;

 

　　42}

 

　　43 if(node==NULL)

 

　　44 cout<<" 删除一个没有开辟的内存 "<<endl;

 

　　45 else{

 

　　46 if(pre==NULL)// 删除的是 head

 

　　47 head=node->link;

 

　　48 else

 

　　49 pre->link=node->link;

 

　　50 free(node);

 

　　51}

 

　　52}

 

　　53 void Print(){

 

　　54 if(head==NULL){

 

　　55 cout<<" 内存都释放掉了 "<<endl;

 

　　56 return;

 

　　57}

 

　　58 cout<<" 有内存泄露出现 "<<endl;

 

　　59 MemInfo*node=head;

 

　　60 while(node!=NULL){

 

　　61 cout<<" 文件名 :"<<node->file<<","<<" 行数 :"<<node->line<<","

 

　　62<<" 地址 :"<<node->ptr<<endl;

 

　　63 node=node->link;

 

　　64}

 

　　65}

 

　　66};

 

　　67//---------------------------------------------------------------

 

　　68// 全局对象 mem_stack 记录开辟的内存

 

　　69//---------------------------------------------------------------

 

　　70 MemStack mem_stack;

 

　　71//---------------------------------------------------------------

 

　　72// 重载 new,new[],delete,delete[]

 

　　73//---------------------------------------------------------------

 

　　74 void*operator new(size_t size,const char*file,unsigned int line){

 

　　75 void*ptr=malloc(size);

 

　　76 mem_stack.Insert(ptr,file,line);

 

　　77 return ptr;

 

　　78}

 

　　79 void*operator new[](size_t size,const char*file,unsigned int line){

 

　　80 return operator new(size,file,line);// 不能用 new

 

　　81}

 

　　82 void operator delete(void*ptr){

 

　　83 free(ptr);

 

　　84 mem_stack.Delete(ptr);

 

　　85}

 

　　86 void operator delete[](void*ptr){

 

　　87 operator delete(ptr);

 

　　88}

 

　　89//---------------------------------------------------------------

 

　　90// 使用宏将带测试代码中的 new 和 delte 替换为重载的 new 和 delete

 

　　91//---------------------------------------------------------------

 

　　92#define new new(__FILE__,__LINE__)

 

　　93//---------------------------------------------------------------

 

　　94// 待测试代码

 

　　95//---------------------------------------------------------------

 

　　96 void bad_code(){

 

　　97 int*p=new int;

 

　　98 char*q=new char[5];

 

　　99 delete[]q;

 

　　100}

 

　　101

 

　　102 void good_code(){

 

　　103 int*p=new int;

 

　　104 char*q=new char[5];

 

　　105 delete p;

 

　　106 delete[]q;

 

　　107}

 

　　108//---------------------------------------------------------------

 

　　109// 测试过程

 

　　110//---------------------------------------------------------------

 

　　111 int main(){

 

　　112 good_code();

 

　　113 bad_code();

 

　　114 mem_stack.Print();

 

　　115 system("PAUSE");

 

　　116 return 0;

 

　　117}

 

　　4. 代码说明

 

　　4.1 关于 new 的参数问题。

 

　　对于new int ，编译器会解释为 new(sizeof(int)) ，对于 new int[5] ，编译器会解释为 new(sizeof(int)*5) 。因此使用宏定义预编译后， new int 就变为 new(__FILE__,__LINE__)int ，编译器会解释为 new(sizeof(int),__FILE__,__LINE__) 。

 

　　4.2 关于 MemStack

 

　　MemStack 内部也是一个链表结构，注意内部实现不能使用 new 和 delete ，只能使用 malloc 和 free 来实现链表，因为待测代码中的重载 new 和 delete 中调用了 MemStack 的 insert 和 delete 函数，如果 insert 和 delete 函数也调用重载后的 new 和 delete 的话，会构成死循环的，所以直接使用 free 和 malloc 比较好。

 

　　MemStack 中的析构函数，会释放掉泄漏掉的内存。

 

　　5. 使用思考

 

　　对于常发性和一次性的内存泄漏代码，直接放入测试就好了。对于偶发性的内存泄漏代码，只要满足特定条件，那么也就转化为常发性或者一次性的内存泄漏了。对于隐式内存泄漏，由于程序是在很长一段时间之后导致内存耗尽，我们需要长时间观察，每隔一段时间比较一下内存的使用量，如果在一个较长的时间内，内存使用量持续增加，那么可以考虑是内存泄漏。不过调试起来可能会比较麻烦，还是需要重新审视程序设计的。