Windows/Linux下C/C++内存泄露检测工具

你的名字 2022-07-10 14:59 590阅读 0赞

一、Window下的内存泄露检测(以VC++环境为例）

灵活自由是C语言的一大特色，但这个特色也难以避免的带来一些副作用，比如内存泄露。众所周知，内存泄露的问题比较复杂，程序正常运行时你看不出它有任何异常，但长时间运行或在特定条件下特定操作重复多次时，它才暴露出来。所以，内存泄露往往是难以发现，也难以定位解决的。

VisualLeak Detector（VLD）是一款用于VisualC++的免费的内存泄露检测工具，用户可从[http://www.codeproject.com/tools/visualleakdetector.asp][http_www.codeproject.com_tools_visualleakdetector.asp]下载，该软件以库形式与用户的被测工程一起使用，由于VLD是按LGPL（GNULESSER GENERAL PUBLIC LICENSE）协议对外开源，所以使用VLD是安全的，不必担心版权问题。

使用VLD

先从网站下载VLD的zip包，当前最高版本是V1.0，解压后得到vld.h、vldapi.h、vld.lib、vldmt.lib、vldmtdll.lib、dbghelp.dll等文件，把这些所有.h头文件拷贝到VC默认的include目录下，将所有.lib文件拷贝到VC默认的lib目录下，安装工作就完成了。

使用VLD很简单，只须在包含入口函数的CPP或C文件中把vld.h头文件包含进来即可。该include语句要求放在最前面，如果当前工程定义预编译head文件（如stdafx.h），则放在“\#include<stdafx.h>”语句之后就可以了。之后正常编译、按Debug方式运行被测程序，等程序运行结束时，查阅VC的output窗口，会有“VisualLeak Detector is now exiting.”一句打印信息，在这条件信息之前，如果当前程序没有内存泄露会有“Nomemory leaks detected.”信息打印，但如果有内存泄露，将有类似如下信息打印：

C:\\VcTester21\\sample\\vc6\\SampleMain.c(80): main

crt0.c(206): mainCRTStartup

0x7C816FD7(File and line number not available): RegisterWaitForInputIdle

CDCD CD CD CD ................

VisualLeak Detector detected 1 memory leak.

这个信息指明当前发生内存泄露所在的函数及源文件行号，泄露内存块的地址、长度及当前内存值。用鼠标双击指示源码行的提示信息，VC即自动跳转到相应代码行，我们就很方便的知道是哪一行出错了。

可以看出，VLD用起来很简单，对它的实现原理感兴趣的朋友可以阅读VLD源码，也可参考dofty的文章：[使用][Link 1][VisualLeak Detector检测内存泄露][Link 1]。

二、Linux下的内存泄露检测（valgrind）

Valgrind是在linux系统下开发应用程序时用于调试内存问题的工具。它尤其擅长发现内存管理的问题，它可以检查程序运行时的内存泄漏问题。

以上内容收集自Internet

它的官方网址是[http://www.valgrind.org/][http_www.valgrind.org]

下载最新版本的Valgrind，目前是3.2.0。wget[http://www.valgrind.org/downloads/valkyrie-1.2.0.tar.bz2][http_www.valgrind.org_downloads_valkyrie-1.2.0.tar.bz2]

按照里面的README提示，采用标准gnu软件安装方式，./configure— make —- makeinstall，安装后，输入valgrindls -l 验证一下该工具是否工作正常（这是README里面的方法，实际上是验证一下对ls-l命令的内存检测），如果你看到一堆的信息说明你的工具可以使用了。

初次使用

编译如下代码:gcc -Wall example.c -g -o example

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border:none; padding:0cm"> #include&lt;stdlib.h&gt;void f(void){ int* x = malloc(10 * sizeof(int));x[10] = 0; // problem 1: heap block overrun} // problem 2: memoryleak -- x not freedint main(void){ f(); return 0;} </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

注意：gcc的\-g选项让Valgrind调试输出时指出相应信息的代码所在的行号。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border:none; padding:0cm"> valgrind--tool=memcheck --leak-check=yes ./example </td> 
 <td style="border:none; padding:0cm"> </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td colspan="2" style="border:none; padding:0cm"> ==6742==Memcheck, a memory error detector for x86-linux. ==6742==Copyright (C) 2002-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==6742==Using valgrind-2.2.0, a program supervision framework forx86-linux. ==6742==Copyright (C) 2000-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==6742==For more details, rerun with: -v ==6742== ==6742==Invalid write of size 4 ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x8048384: f (example.c:6) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742==Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x8048377: f (example.c:5) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== ==6742==ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 12 from 1) ==6742==malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks. ==6742==malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated. ==6742==For counts of detected errors, rerun with: -v ==6742==searching for pointers to 1 not-freed blocks. ==6742==checked 1360800 bytes. ==6742== ==6742== ==6742==40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1 ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x8048377: f (example.c:5) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== ==6742==LEAK SUMMARY: ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;definitely lost: 40 bytes in 1 blocks. ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;possibly lost:&nbsp;&nbsp; 0 bytes in 0 blocks. ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;still reachable: 0 bytes in 0 blocks. ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;suppressed: 0 bytes in 0 blocks. ==6742==Reachable blocks (those to which a pointer was found) are notshown. ==6742==To see them, rerun with: --show-reachable=yes </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

上面的C程序存在两个错误：1.数组下标越界；2.分配的内存没有释放，存在内存泄露的问题。对于错误1，看Valgrind的调试信息片断

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border:none; padding:0cm"> ==6742==Invalid write of size 4 ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x8048384: f (example.c:6) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742==Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x8048377: f (example.c:5) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

对于错误2，看这个

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border:none; padding:0cm"> ==6742==malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated. ...... ==6742==40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1 ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x8048377: f (example.c:5) ==6742==&nbsp;&nbsp;&nbsp;by 0x80483AC: main (example.c:12) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

其他方法：

**1.****包含头文件和定义：** 
\#define\_CRTDBG\_MAP\_ALLOC 
\#include <stdlib.h> 
\#include<crtdbg.h> 
如果定义了\_CRTDBG\_MAP\_ALLOC，打印出来的是文件名和行数等更加直观的信息。 
 
**2.****方法一** 
 
inttmpFlag = \_CrtSetDbgFlag( \_CRTDBG\_REPORT\_FLAG ); 
tmpFlag |=\_CRTDBG\_LEAK\_CHECK\_DF; 
\_CrtSetDbgFlag( tmpFlag); 
程序退出时，如果发现有内存泄漏，会自动在DEBUGOUTPUT窗口和DebugView中输出内存泄漏信息。 
 
 
 
\_CrtDumpMemoryLeaks(); 
随时检测打印内存泄漏信息，如果有的话。不过此用法有个局限，对于一些全局函数，如果初始化时申请了内存，到程序结束时候才释放，此函数会一直把新申请的内存当作泄漏来对待。 
 
 
使用\_CrtMemCheckpoint方法，在某段程序中统计泄漏信息。如下： 
\_CrtMemStates1, s2, s3; 
\_CrtMemCheckpoint( &s1 ); 
 
// 程序段1：DOSOMETHING 
\_CrtMemCheckpoint( &s2 ); 
if (\_CrtMemDifference( &s3, &s1, &s2) ) 
\_CrtMemDumpStatistics( &s3); 
可以统计程序段1中是否发生了内存泄漏。

[http_www.codeproject.com_tools_visualleakdetector.asp]: http://www.codeproject.com/tools/visualleakdetector.asp
[Link 1]: http://www.testage.net/AutoTest/Opentest/200609/896.htm
[http_www.valgrind.org]: http://www.valgrind.org/
[http_www.valgrind.org_downloads_valkyrie-1.2.0.tar.bz2]: http://www.valgrind.org/downloads/valkyrie-1.2.0.tar.bz2