Windows下C++软件调试——检测内存泄露

水深无声 2022-06-13 10:15 328阅读 0赞

## 前言 ##

之前在面一家公司的时候被问及到：当你接收同事的项目，项目之中可能存在内存泄露，而且代码能够正常的运行不会报错。在这种情况下找出该项目中可能存在的内存泄露问题（比如原同事只new了但是没有delete），该如何进行检测。这样的问题确实很实用，因为在软件编写的过程中不仅仅需要完成软件功能，更加重要的是代码的健壮性。

至于Linux平台下的内存泄露检测在这篇[*博客*][Link 1]里面进行了介绍。

## 1. Win32平台下 ##

对于堆上内存操作（new，malloc）的检测，可以使用在Win32平台使用\_CrtDumpMemoryLeaks()函数对内存泄露进行检测，实现的代码如下

// MemoryLeak.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <crtdbg.h>
    
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	system("color f0");
    	int *p_array = new int[10];
    	_CrtDumpMemoryLeaks();	//检测内存泄露
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

输出结果：

**![SouthEast][]**

**注意**：\_CrtDumpMemoryLeaks()函数在上面代码的使用中需要写在**函数的末尾**，这样才能够检测到。

如果要精确定位内存泄露的地方的话就需要对自己定义new操作符，实现的代码如下

// MemoryLeak.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <crtdbg.h>
    
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
    #define My_new new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)	//定义一个自定义的new
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	system("color f0");
    	int *p_array = My_new int[10];
    
    	_CrtDumpMemoryLeaks();	//检测内存泄露
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

输出结果：

![SouthEast 1][]

如果想要不将\_CrtDumpMemoryLeaks()函数放在尾部，就需要提前做好配置，代码为（[*参考资料*][Link 2]（中文））

// MemoryLeak.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <crtdbg.h>
    
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
    #define My_new new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)	//定义一个自定义的new
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	_CrtSetDbgFlag(_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_REPORT_FLAG)|_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);
    	system("color f0");
    	int *p_array = My_new int[10];
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

输出结果：

![SouthEast 2][]

\_CrtDumpMemoryLeaks一般都在有怀疑是内存泄漏的代码后面调用，除了这个函数之外使用率会比较高的函数是\_CrtMemCheckpoint， 设置一个内存检查点。这个函数会取得当前内存的运行状态；\_CrtMemDifference，检查两种内存状态的异同； \_CrtMemDumpAllObjectsSince，从程序运行开始，或者从某个内存检查点开始Dump出堆中对象的信息；还有就是\_CrtDumpMemoryLeaks当发生内存溢出的时候Dump出堆中的内存信息 。

// MemoryLeak.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <crtdbg.h>
    #include <errno.h>
    
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
    #define My_new new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)	//定义一个自定义的new
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	system("color f0");
    	_CrtMemState Sh1, Sh2, Sh_Diff;
    	int* p_array1 = My_new int[10];
    	_CrtMemCheckpoint(&Sh1);					//设置第一个内存检查点
    	int* p_array2 = My_new int[10];
    	memset(p_array2, 0, sizeof(int)*10);
    	_CrtMemCheckpoint(&Sh2);					//设置第二个内存检查点
    	_CrtMemDifference(&Sh_Diff, &Sh1, &Sh2);	//检查变化
    	_CrtMemDumpAllObjectsSince(&Sh_Diff);		//Dump变化
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

输出结果：

![SouthEast 3][]

## 2. MFC环境平台下 ##

Debug版本的MFC本身就提供一部分的内存泄漏检查。 大部分的new 和delete没有配对使用而产生的内存泄漏，MFC都会产生报告。这个主要是因为MFC重载了Debug版本的new 和delete操作符， 并且对前面提到的API函数重新进行了包装。在MFC类库中检查内存泄漏的Class就叫 CMemoryState，它重新包装了了\_CrtMemState，\_CrtMemCheckPoint， \_CrtMemDifference， \_CrtMemDumpAllObjectsSince这些函数。并对于其他的函数提供了Afx开头的函数，供MFC程序使用。比如 AfxCheckMemory， AfxDumpMemoryLeaks 这些函数的基本用法同上面提到的差不多。 CMemoryState和相关的函数的定义都在Afx.h这个头文件中。  
一般在\*.cpp文件中会出现下面几行代码

#ifdef _DEBUG
    #define new DEBUG_NEW
    #endif

这是对DEBUG\_NEW的定义

#define DEBUG_NEW new(THIS_FILE, __LINE__)

相当于MFC已经包装好了，只需要使用就好了。下面是我写的一个测试用例

void CFile_TransDlg::OnBnClickedButtonTest()
    {
    	// TODO:  在此添加控件通知处理程序代码
    	int* p_array = new int[10];
    
    	AfxDumpMemoryLeaks();
    }

输出结果：

![SouthEast 4][]

其它的函数也是大同小异，这里就不一一举例了。

[Link 1]: http://blog.csdn.net/m_buddy/article/details/74999118
[SouthEast]: /images/20220613/146680b553bb4854b2476e3a72f51491.png
[SouthEast 1]: /images/20220613/e5cd440557794689b28e9aacf9303323.png
[Link 2]: https://technet.microsoft.com/zh-cn/windows/5at7yxcs.aspx
[SouthEast 2]: /images/20220613/cc25e1eb3e0149de85050804d534674e.png
[SouthEast 3]: /images/20220613/e09d76ab3a1f43d5b95d6b369cbd4f6d.png
[SouthEast 4]: /images/20220613/5555595ca1364a75835a92f89be193e4.png