C++中記憶體流失的檢測

首先我們需要知道程式有沒有記憶體泄露，然後定位到底是哪行代碼出現記憶體泄露了，這樣才能將其修複。

最簡單的方法當然是藉助於專業的偵查工具，比較有名如BoundsCheck,功能非常強大，相信做C++開發的人都離不開它。此外就是不
首先我們需要知道程式有沒有記憶體泄露，然後定位到底是哪行代碼出現記憶體泄露了，這樣才能將其修複。

最簡單的方法當然是藉助於專業的偵查工具，比較有名如BoundsCheck,功能非常強大，相信做C++開發的人都離不開它。此外就是不使用任何工具，而是自己來實現對記憶體泄露的監控，分如下兩種情況：

一. 在 MFC 中檢測記憶體流失

假如是用MFC的程式的話，很簡單。預設的就有記憶體泄露檢測的功能。

我們用VS2005產生了一個MFC的對話方塊的程式,發現他可以自動的檢測記憶體泄露.不用我們做任何特殊的操作. 仔細觀察,發現在每個CPP檔案中,都有下面的代碼:
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

DEBUG_NEW 這個宏定義在afx.h檔案中，就是它協助我們定位記憶體流失。

在含有以上代碼的cpp檔案中分配記憶體後假如沒有刪除，那麼停止程式的時候，VisualStudio的Output視窗就會顯示如下的資訊了：
Detected memory leaks!
Dumping objects ->
d:\code\mfctest\mfctest.cpp(80) : {157} normal block at 0x003AF170, 4 bytes long.
Data: < > 00 00 00 00
Object dump complete.

在Output視窗雙擊粗體字那一行，那麼IDE就會開啟該檔案，定位到該行，很容易看出是哪出現了記憶體泄露。

二．檢測純C++的程式記憶體泄露

我試了下用VisualStudio建立的Win32 Console Application和Win32 Project項目，結果都不能檢測出記憶體泄露。

下面一步一步來把程式的記憶體泄露檢測的機制建立起來。

首先，我們需要知道C運行庫的Debug版本提供了許多檢測功能，使得我們更容易的Debug程式。在MSDN中有專門的章節講這個，叫做Debug Routines，建議大家先看看裡面的內容吧。

我們會用到裡面很重要的幾個函數。其中最重要的是 _CrtDumpMemoryLeaks;自己看MSDN裡的協助吧。使用這個函數，需要包含標頭檔crtdbg.h

該函數只在Debug版本才有用，當在調試器下運行程式時，_CrtDumpMemoryLeaks 將在“Output(輸出)”視窗中顯示記憶體流失資訊.寫段代碼實驗一下吧，如下：

檢測記憶體泄露版本一：
#include "stdafx.h"
#include <crtdbg.h>
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int* p = new int;
_CrtDumpMemoryLeaks;
return 0;
}

運行後，在Output（輸出）視窗，顯示了如下的資訊：
Detected memory leaks!
Dumping objects ->
{112} normal block at 0x003AA770, 4 bytes long.
Data: < > 00 00 00 00
Object dump complete.

但是這個只是告訴我們程式有記憶體泄露，到底在哪泄露了一眼看不出來啊。

　　看我們的檢測記憶體泄露版本二：

#include "stdafx.h"
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <crtdbg.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int* p = new int;
_CrtDumpMemoryLeaks;
return 0;
}

該程式定義了幾個宏，通過宏將Debug版本下的new給替換了，新的new記錄下了調用new時的檔案名稱和程式碼.運行後，可以看到如下的結果：

Detected memory leaks!
Dumping objects ->
d:\code\consoletest\consoletest.cpp(21) : {112} client block at 0x003A38B0, subtype 0, 4 bytes long.
Data: < > 00 00 00 00
Object dump complete.

呵呵，已經和MFC程式的效果一樣了，但是等一等。看下如下的代碼吧：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int* p = new int;
_CrtDumpMemoryLeaks;
delete p;
return 0;
}

運行後可以發現我們刪除了指標，但是它仍然報記憶體泄露。所以可以想象，每調用一次new，程式內部都會將該調用記錄下來，類似於有個數組記錄，假如delete了，那麼就將其從數組中刪除，而_CrtDumpMemoryLeaks就是把這個數組當前的狀態列印出來。

所以除了在必要的時候Dump出記憶體資訊外，最重要的就是在程式退出的時候需要掉用一次_CrtDumpMemoryLeaks;

假如程式有不止一個出口，那麼我們就需要在多個地方都調用該函數。

更進一步，假如程式在類的解構函式裡刪除指標，怎麼辦？例如：

#include "stdafx.h"
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <crtdbg.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
class Test
{
public:
Test { _p = new int; }
~Test { delete _p; }
int* _p;
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int* p = new int;
delete p;
Test t;
_CrtDumpMemoryLeaks;
return 0;
}

可以看到解構函式在程式退出的時候才調用，明明沒有記憶體泄露，但是這樣的寫法還是報了。

如何改進呢,看檢測記憶體泄露版本三：

#include "stdafx.h"
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <crtdbg.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
class Test
{
public:
Test { _p = new int; }
~Test { delete _p; }
int* _p;
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );
int* p = new int;
delete p;
Test t;
return 0;
}

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );該語句在程式退出時自動調用 _CrtDumpMemoryLeaks。必須同時設定 _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF 和 _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF.

這樣，該版本已經達到了MFC一樣的效果了,但是我覺得光這樣還不夠，因為我們只是在Output視窗中輸出資訊，對開發人員的提醒還不明顯，經常會被遺漏，而且很多人就算髮現了記憶體泄露，但是不好修複，不會嚴重影響到程式外在表現，都不會修複。怎麼樣能讓開發人員主動的修複記憶體泄露的問題呢？記得曾經和人配合寫程式，我的函數參數有要求，不可為空，但是別人老是傳空值，沒辦法了，只好在函數開始驗證函式參數，給他assert住，這樣程式運行時老是不停的彈出assert，偵錯工具那個煩壓，最後其他程式員煩了，就把這個問題給改好了，輸入參數就正確了。所以我覺得咱要讓程式員主動去做一件事，首先要讓他覺得做這個事是能減輕自己負擔，讓自己工作輕鬆的。呵呵，那咱們也這樣，當程式退出時，檢測到記憶體泄露就讓程式提示出來。

看檢測記憶體泄露版本四：

#include "stdafx.h"
#include <assert.h>
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <crtdbg.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
void Exit
{
int i = _CrtDumpMemoryLeaks;
assert( i == 0);
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
atexit(Exit);
int* p = new int;
return 0;
}

該版本會在程式退出時檢查記憶體泄露，假如存在就會彈出提示對話方塊.

atexit(Exit);設定了在程式退出時執行Exit函數。Exit函數中,假如存在記憶體泄露，_CrtDumpMemoryLeaks會返回非0值，就會被assert住了。

到這個版本已經達到可以使用的程度了。但是我們還可以做些改進，因為真要準確的檢測到代碼中所有的記憶體泄露，需要把代碼中的#define……拷貝到所有使用new的檔案中。不可能每個檔案都拷貝這麼多代碼，所以我們可以將他提取出來，放在一個檔案中，比如我是放在KDetectMemoryLeak.h中，該檔案內容如下：

#pragma once
#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_CLIENTBLOCK new( _CLIENT_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif
#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_CLIENTBLOCK
#endif

然後將KDetectMemoryLeak.h包含在項目的通用檔案中，例如用VS建的項目就將其包含在stdafx.h中。或者我自己建的一個Common.h檔案中，該檔案包含一些通用的，基本所有檔案都會用到的代碼。

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