如何在linux下檢測(cè)內(nèi)存泄漏

要想檢測(cè)內(nèi)存泄漏，就必須對(duì)程序中的內(nèi)存分配和釋放情況進(jìn)行記錄，所能夠采取的辦法就是重載所有形式的operator new 和 operator delete，截獲 new operator 和 delete operator 執(zhí)行過(guò)程中的內(nèi)存操作信息。下面列出的就是重載形式

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void* operator new( size_t nSize, char* pszFileName, int nLineNum )

void* operator new[]( size_t nSize, char* pszFileName, int nLineNum )

void operator delete( void *ptr )

void operator delete[]( void *ptr )

我們?yōu)?operator new 定義了一個(gè)新的版本，除了必須的 size_t nSize 參數(shù)外，還增加了文件名和行號(hào)，這帶蠢里的文件名和行號(hào)就是這次 new operator 操作符被調(diào)用時(shí)所在的文件名和行號(hào)，這個(gè)信息將在發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏時(shí)輸出，以幫助用戶(hù)定位泄漏具體位置。對(duì)于 operator delete，因?yàn)闊o(wú)法為之定義新的版本，我們直接覆蓋了全局的 operator delete 的兩個(gè)版本。

在重載的 operator new 函數(shù)版本中，我們將調(diào)用全局的 operator new 的相應(yīng)的版本并將相應(yīng)的 size_t 參數(shù)傳入，而后，我們將全局 operator new 返回的指針值以及該次分配所在的文件名和行號(hào)信息記錄下來(lái)，這里所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè) STL 的 map，以指針值為 key 值。當(dāng) operator delete 被調(diào)用時(shí)，如果調(diào)用方式正確的話（調(diào)用方式不正確的情況將在后面詳細(xì)描述），我們就能以傳入的指針值在 map 中找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)并將之刪除，而后調(diào)用 free 將指針?biāo)赶虻膬?nèi)存塊釋放。當(dāng)程序退出的時(shí)候，map 中的剩余的數(shù)據(jù)項(xiàng)就是我們企圖檢測(cè)的內(nèi)存泄漏信息－－已經(jīng)在堆上分配但是尚未釋放的分配信息。

以上就是內(nèi)存檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的基本原理，現(xiàn)在還有兩個(gè)基本問(wèn)題沒(méi)有解決：

1) 如何取得內(nèi)存分配代碼所在的文件名和行號(hào)，并讓 new operator 將之傳遞給我們重載的 operator new。

2) 我們何時(shí)創(chuàng)建用于存儲(chǔ)內(nèi)存數(shù)據(jù)的 map 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如何管理，何時(shí)打印內(nèi)存泄漏信息。

先解決問(wèn)題1。首先我們可以利用 C 的預(yù)編譯宏 __FILE__ 和 __LINE__，這兩個(gè)宏將在編譯時(shí)在指定位置展開(kāi)為該文件的文件名和該行的行號(hào)。而或橋后我們需要將缺省的全局 new operator 替換為我們自定義的能夠傳入文件名和行號(hào)的版本，我們?cè)谧酉到y(tǒng)頭文件 MemRecord.h 中定義：

#define DEBUG_NEW new(__FILE__, __LINE__ )

而后在所有需要使用內(nèi)存檢測(cè)的客戶(hù)程序的所有的 cpp 文件的開(kāi)頭加入

#include "MemRecord.h"

#define new DEBUG_NEW

就可以將客戶(hù)源文件中的對(duì)于全局缺省的 new operator 的調(diào)用替換為衫行猛 new (__FILE__,__LINE__) 調(diào)用，而該形式的new operator將調(diào)用我們的operator new (size_t nSize, char* pszFileName, int nLineNum)，其中 nSize 是由 new operator 計(jì)算并傳入的，而 new 調(diào)用點(diǎn)的文件名和行號(hào)是由我們自定義版本的 new operator 傳入的。我們建議在所有用戶(hù)自己的源代碼文件中都加入上述宏，如果有的文件中使用內(nèi)存檢測(cè)子系統(tǒng)而有的沒(méi)有，則子系統(tǒng)將可能因無(wú)法監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)而輸出一些泄漏警告。

再說(shuō)第二個(gè)問(wèn)題。我們用于管理客戶(hù)信息的這個(gè) map 必須在客戶(hù)程序第一次調(diào)用 new operator 或者 delete operator 之前被創(chuàng)建，而且在最后一個(gè) new operator 和 delete operator 調(diào)用之后進(jìn)行泄漏信息的打印，也就是說(shuō)它需要先于客戶(hù)程序而出生，而在客戶(hù)程序退出之后進(jìn)行分析。能夠包容客戶(hù)程序生命周期的確有一人--全局對(duì)象（appMemory）。我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)來(lái)封裝這個(gè) map 以及這對(duì)它的插入刪除操作，然后構(gòu)造這個(gè)類(lèi)的一個(gè)全局對(duì)象（appMemory），在全局對(duì)象（appMemory）的構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建并初始化這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而在其析構(gòu)函數(shù)中對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中剩余數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和輸出。Operator new 中將調(diào)用這個(gè)全局對(duì)象（appMemory）的 insert 接口將指針、文件名、行號(hào)、內(nèi)存塊大小等信息以指針值為 key 記錄到 map 中，在 operator delete 中調(diào)用 erase 接口將對(duì)應(yīng)指針值的 map 中的數(shù)據(jù)項(xiàng)刪除，注意不要忘了對(duì) map 的訪問(wèn)需要進(jìn)行互斥同步，因?yàn)橥粫r(shí)間可能會(huì)有多個(gè)線程進(jìn)行堆上的內(nèi)存操作。

好啦，內(nèi)存檢測(cè)的基本功能已經(jīng)具備了。但是不要忘了，我們?yōu)榱藱z測(cè)內(nèi)存泄漏，在全局的 operator new 增加了一層間接性，同時(shí)為了保證對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的安全訪問(wèn)增加了互斥，這些都會(huì)降低程序運(yùn)行的效率。因此我們需要讓用戶(hù)能夠方便的 enable 和 disable 這個(gè)內(nèi)存檢測(cè)功能，畢竟內(nèi)存泄漏的檢測(cè)應(yīng)該在程序的調(diào)試和測(cè)試階段完成。我們可以使用條件編譯的特性，在用戶(hù)被檢測(cè)文件中使用如下宏定義：

#include "MemRecord.h"

#if defined( MEM_DEBUG )

#define new DEBUG_NEW

#endif

當(dāng)用戶(hù)需要使用內(nèi)存檢測(cè)時(shí)，可以使用如下命令對(duì)被檢測(cè)文件進(jìn)行編譯

g++ -c -DMEM_DEBUG xxxxxx.cpp

就可以 enable 內(nèi)存檢測(cè)功能，而用戶(hù)程序正式發(fā)布時(shí)，可以去掉 -DMEM_DEBUG 編譯開(kāi)關(guān)來(lái) disable 內(nèi)存檢測(cè)功能，消除內(nèi)存檢測(cè)帶來(lái)的效率影響。

網(wǎng)頁(yè)題目：linux內(nèi)存泄露命令 linux內(nèi)存泄露如何查看和解決
網(wǎng)站URL：http://chinadenli.net/article3/dsppsos.html

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