系统安全之菜鸟也能搞定C++内存泄漏

背景

C++内存分配与释放均由用户代码自行控制，灵活的机制有如潘多拉之盒，即让程序员有了更广的发挥

空间，也产生了代代相传的内存泄漏问题。对于新手来说，最常犯的错误就是new出一个对象而忘记释放，对于一般小应用程序来说，一点内存空间不算什么。但是当内存泄漏问题出现在需要24小时运行的平台类程序上的时候，将会使系统可用内存飞速减少，最后耗尽系统资源，导致系统崩溃。

所以学会如何防止并检查内存泄漏，是一个合格的c++程序员必须具备的能力。但是由于内存泄漏是程序运行并满足一定条件时才会发生，直接从代码中查出泄漏原因的难度较大，而且一旦内存泄漏发生在多线程程序中，从大量的代码中要靠人工找出泄漏原因，无论对新人还是老手都是一场噩梦

本文介绍一种在VS2003中检查内存泄漏的方法，供各位新人老手参考，在VC6中实现需要做一些变动，详情可自行参照相关资料。

检查策略分析

首先，假定我们需要检测一个24小时运行的平台程序的内存泄漏情况，我们无法确定具体的内存泄漏速度，但是我们可以确定该程序在一定时间内（如10分钟）泄漏的内存量是接近的，设为L(eak)。

考虑在10分钟的运行时间内程序新申请到的内存A(lloc)，这部分内存其实包含了程序运行正常申请，并会在后续运行中进行释放的普通内存块N(ormal)和泄漏的内存L，即：A = N + L

在后续的运行中，由于N部分不断的申请和释放，所以这部分的总量基本上是不变的，而L部分由于只申请而不释放，占用的内存总量将会越来越大。

将这个结果放到运行时间轴上，现在我们观察程序运行中的20分钟，我们假定内存泄漏速度为dL/10分钟，时间轴如下：

----------------|--------------------|-------------------|----------------------------
Tn-2 Tn-1 Tn

三点间隔均为10分钟，则我们有如下结论：

Tn点总的内存分配量 An = N + dL * n，N为正常分配内存，dL*n为内存泄漏量的总和，而Tn-1点的内存总量则为 An-1 = N + dL*(n-1)。注意，我们这里不考虑释放的内存量，仅考虑增加的内存量。因此很明显单位时间内的内存泄漏量 dL = An - An-1。

生成内存Dump文件的代码实现

要完成如上的策略，我们首先需要能跟踪内存块的分配与释放情况，并且在运行时将分配情况保存到文件中，以便进行比较分析，所幸m$已经为我们提供了一整套手段，可以方便地进行内存追踪。具体实现步骤如下：

包含内存追踪所需库

在StdAfx.h中添加如下代码，注意必须定义宏_CRTDBG_MAP_ALLOC，否则后续dump文件将缺少内存块的代码位置。

#ifdef _DEBUG
//for memory leak check
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC //使生成的内存dump包含内存块分配的具体代码为止
#include 
#include 
#endif

启动内存追踪

上述步骤完成后，则可以在应用程序启动处添加如下代码，启动内存追踪，启动后程序将自动检测内存的分配与释放情况，并允许将结果输出。

//enable leak check
_CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG);

将结果输出指向dump文件

由于默认情况下，内存泄漏的dump内容是输出到vs的debug输出窗口，但是对于服务类程序肯定没法开着vs的debug模式来追踪内存泄漏，所以必须将dump内容的输出转到dump文件中。在程序中添加如下部分：

HANDLE hLogFile;//声明日志文件句柄
hLogFile = CreateFile("./log/memleak.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE|FILE_SHARE_READ, 
NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);//创建日志文件
_CrtSetReportMode(_CRT_WARN, _CRTDBG_MODE_FILE);//将warn级别的内容都输出到文件（注意dump的
报告级别即为warning）
_CrtSetReportFile(_CRT_WARN, hLogFile);//将日志文件设置为告警的输出文件

保存内存Dump

完成了以上的设置，我们就可以在程序中添加如下代码，输出内存dump到指定的dump文件中：

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