C++内存泄漏的检测与实现详细流程

内存泄漏(memory leak) 是指由于疏忽或错误造成了程序未能释放掉不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,由于设计错误,失去了对该段内存的控制,因而造成了内存的浪费

内存泄漏

malloc/new 调用在堆上分配的内存却没有相应的free/delete；

带来的问题

会逐渐吃掉虚拟内存

难点

如何判断是否内存泄漏

（最毛糙）可以使用+1和-1，即当调用分配内存变量+1，释放内存时候，变量-1，进程退出输出的count=0，进程内存没有泄漏，否则有泄漏；
线上版本，做一个配置文件，设置是否存在内存泄漏的一个标志位，平时肉眼观察不出的内存泄漏，在长时间的运行积攒下，肯定会逐渐变大，然后当可以观察出有内存泄漏了，就将标志位置位1；进行热更新，释放相应的泄漏处理（如 hook）；

如何判断在代码中哪里泄漏

当已经怀疑有泄漏：使用简单的mtrace直接检查代码也是一个简单的操作。
hook实现泄漏判断与追踪：实现本地检查或者在线的全局实时检查（线上版本，写一个conf配置文件，热更新是否使用hook）
宏定义实现 hook：实现单个文件检查
调用malloc的时候，自己构建一个内存池（慢慢合成），每次释放的时候，从池中删除。最终在池中的就是泄露的；

hook实现泄漏判断与追踪(malloc和free重载)

#define _GNU_SOURCE #include  #include  #include  #include  #define MEM_CONTENT_LEN 128 typedef void *(*malloc_t)(size_t size); malloc_t malloc_f = NULL; typedef void(*free_t)(void *P); free_t free_f; int enable_malloc_hook = 1; int enable_free_hook = 1; void *malloc(size_t size){ if (enable_malloc_hook) { enable_malloc_hook = 0;         //防止递归；不这么设计会发生循环调用  ，printf也会调用malloc  直接打印观察是否泄漏 void *p = malloc_f(size); // printf("malloc\n"); /* 参数： 0：当前函数在哪调用：  返回==f()-->malloc 1： a()-->f()-->malloc 2: a()-->b()-->f()-->malloc */ void *caller = __builtin_return_address(0); char buff[MEM_CONTENT_LEN] = {0}; //具体是否泄漏，何处泄漏，打印到文件中 sprintf(buff,"./mem/%p.mem",p); FILE *fp = fopen(buff,"w"); fprintf(fp,"[+%p]malloc --> addr: %p,size: %lu\n",caller,p,size); fflush(fp); enable_malloc_hook = 1; return p; } else{ return malloc_f(size); } } void free(void *p){ // printf("free\n"); if (enable_free_hook) { enable_free_hook = 0; char buff[MEM_CONTENT_LEN] = {0}; //具体是否泄漏，何处泄漏 sprintf(buff,"./mem/%p.mem",p); if (unlink(buff) <0) { printf("double free:%p\n",p); } enable_free_hook= 1; }else{ free_f(p); } } static int init_hook(){ malloc_f = dlsym(RTLD_NEXT,"malloc"); free_f = dlsym(RTLD_NEXT,"free"); } int main(){ init_hook(); // hook调用 void *p = malloc(10); free(p); void *p1 = malloc(20); void *p2 = malloc(30); free(p1); }

gcc -o hook hook.c -ldl #编译
mkdir mem #存储文件
./hook #进行检查，若mem中生成了文件，则说明出了内存泄漏的问题
cat mem/0x55a3d3e666c0.mem # 具体泄露：[+0x55a3d381a59e]malloc --> addr: 0x55a3d3e666c0,size: 30
addr2line -fe ./hook -a 0x55a3d381a59e#检查具体泄露的出现代码地址

宏定义实现hook

#define _GNU_SOURCE #include  #include  #include  #include  #define MEM_CONTENT_LEN 128 void *malloc_hook(size_t size,const char* file, int line){ void *p = malloc(size); char buff[MEM_CONTENT_LEN] = {0}; //具体是否泄漏，何处泄漏，打印到文件中 sprintf(buff,"./mem/%p.mem",p); FILE *fp = fopen(buff,"w"); fprintf(fp,"[+%s:%d]malloc --> addr: %p,size: %lu\n",file,line,p,size); fflush(fp); return p; } void* free_hook(void *p,const char* file,int line) { char buff[MEM_CONTENT_LEN] = {0}; //具体是否泄漏，何处泄漏 sprintf(buff,"./mem/%p.mem",p); if (unlink(buff) <0) { printf("double free:%p\n",p); } free(p); } //如果宏定义放在函数实现前面，会出现循环调用 #define malloc(size)        malloc_hook(size,__FILE__,__LINE__) #define free(p)     free_hook(p,__FILE__,__LINE__) int main(){ void *p = malloc(10); free(p); void *p1 = malloc(20); void *p2 = malloc(30); free(p1); }