重载全局new/delete实现内存检测

红太狼 2022-04-11 06:07 160阅读 0赞

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\[url\]http://blog.csdn.net/hzyong\_c/article/details/5949314\[/url\]  
  
  
下面介绍用重载new/delete运算符的方式来实现一个简单的内存泄露检测工具，基本思想是重载全局new/delete运算符，被检测代码调用new和delete运算符时就会调用重载过的operator new和operator delete，在重载的operator new里和operator delete里记录下内存申请和释放信息，从而判断内存使用情况。  
  
下面一步步介绍它的实现！  
1、 全局new/delete的重载  
先看一下重载new/delete的规则：  
重载的operator new的参数个数任意，但第一个参数必须是size\_t类型的，返回值必须是void\*。重载operator delete只允许有一个参数，且是void\*型。  
当然，不光要重载operator new 和 operator delete, 还要重载operator new \[\], operator delete \[\]，更多operator new和operator delete重载的内容参考《Effective C++》  
重载的new/delete, new\[\]/delete\[\]代码如下：

void * operator new (size_t size){
       
    if(0 == size){
       
            return 0;
    }
    void *p = malloc(size);
    return p;
    }
    
    void * operator new [](size_t size){
       
    return operator new(size);
    }
    
    void operator delete (void * pointer){
       
    if(0 != pointer){
       
    free(pointer);
    }
    }
    
    void operator delete[](void * pointer){
       
           operator delete(pointer);
    }

2、 用\_\_FILE\_\_, \_\_LINE\_\_记录new的位置  
为了找到内存泄露的元凶，我要记录下每一处new所在的文件名和所在行。于是再次重载了operator new：

void * operator new (size_t size, const char* file, const size_t line);
    void * operator new [](size_t size, const char* file, const size_t line);

为了避免编译时出现warning C4291(没有与operator new(unsigned int,const char \*,const unsigned int) 匹配的delete)，又重载了

void operator delete (void * pointer, const char* file, const size_t line)；
    void operator delete[](void * pointer, const char* file, const size_t line)；

尽管我知道它没用。  
我想到了用系统提供的\_\_FILE\_\_和 \_\_LINE\_\_宏获取当前文件名与行号，我试图把\_\_FILE\_\_和 \_\_LINE\_\_直接填到operator new和operator new\[\]函数体里边，然后把函数置成inline，结果都输出的是重载operator new和operator new\[\]的文件和函数体printf函数所在行。然后又试了将operator new的缺省参数设为\_\_FILE\_\_和 \_\_LINE\_\_结果依然，于是想到了用宏定义。  
先看看MFC里的做法，MFC为了调试方便，对new进行了宏定义：

#define new DEBUG_NEW
    #define DEBUG_NEW new(THIS_FILE, __LINE__)

这里我借用MFC的做法，我也用宏定义：

void * operator new (size_t size, const char* file, const size_t line)；
    void * operator new [](size_t size, const char* file, const size_t line)；
    #define MC_NEW new(__FILE__, __LINE__)
    #define new MC_NEW

3、 将malloc/free 用new/delete替换  
为了便于统计malloc/free信息，也用宏定义的方法处理：

#define malloc(s) ((void*)new unsigned char[s])
    #define free(p)   (delete [] (char*)(p));

4、 在数据结构里存储内存使用情况。  
下面写一个用于存储new/delete中内存信息的数据结构，可以使用链表，也可以使用哈希表，这里选用哈希表，写一个CHash类。  
代码略。  
  
5、 为了保证CHash在所有对象析构执行完之后再销毁，应该将CHash放在全局存储区，将其设成static类型，另外，如果有多个static，还需要注意放置的顺序。  
  
到这里这个简易的内存泄露检测工具完成了，但目前还不能用于多线程。