內存泄漏

內存泄漏概念

  簡單的說就是申請了一塊內存空間,使用完畢後沒有釋放掉。它的一般表現方式是程序運行時間越長,佔用內存越多,最終用盡全部內存,整個系統崩潰。由程序申請的一塊內存,且沒有任何一個指針指向它,那麼這塊內存就泄露了。

泄漏的分類

  以發生的方式來分類,內存泄漏可以分爲4類:

  (1). 常發性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼會被多次執行到,每次被執行的時候都會導致一塊內存泄漏。

  (2). 偶發性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼只有在某些特定環境或操作過程下才會發生。常發性和偶發性是相對的。對於特定的環境,偶發性的也許就變成了常發性的。所以測試環境和測試方法對檢測內存泄漏至關重要。

  (3). 一次性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼只會被執行一次,或者由於算法上的缺陷,導致總會有一塊僅且一塊內存發生泄漏。比如,在類的構造函數中分配內存,在析構函數中卻沒有釋放該內存,所以內存泄漏只會發生一次。

  (4). 隱式內存泄漏。程序在運行過程中不停的分配內存,但是直到結束的時候才釋放內存。嚴格的說這裏並沒有發生內存泄漏,因爲最終程序釋放了所有申請的內存。但是對於一個服務器程序,需要運行幾天,幾周甚至幾個月,不及時釋放內存也可能導致最終耗盡系統的所有內存。所以,我們稱這類內存泄漏爲隱式內存泄漏。

  從用戶使用程序的角度來看,內存泄漏本身不會產生什麼危害,作爲一般的用戶,根本感覺不到內存泄漏的存在。真正有危害的是內存泄漏的堆積,這會最終消耗盡系統所有的內存。從這個角度來說,一次性內存泄漏並沒有什麼危害,因爲它不會堆積,而隱式內存泄漏危害性則非常大,因爲較之於常發性和偶發性內存泄漏它更難被檢測到。

內存泄漏的表現

  內存泄漏或者是說,資源耗盡後,系統會表現出什麼現象哪?

  cpu資源耗盡:估計是機器沒有反應了,鍵盤,鼠標,以及網絡等等。這個在windows上經常看見,特別是中了毒。

  進程id耗盡:沒法創建新的進程了,串口或者telnet都沒法創建了。

  硬盤耗盡: 機器要死了,交換內存沒法用,日誌也沒法用了,死是很正常的。

  內存泄漏或者內存耗盡:新的連接無法創建,free的內存比較少。發生內存泄漏的程序很多,但是要想產生一定的後果,就需要這個進程是無限循環的,是個服務進程。當然,內核也是無限循環的,所以,如果內核發生了內存泄漏,情況就更加不妙。內存泄漏是一種很難定位和跟蹤的錯誤,目前還沒看到有什麼好用的工具(當然,用戶空間有一些工具,有靜態分析的,也會動態分析的,但是找內核的內存泄漏,沒有好的開源工具)

  內存泄漏和對象的引用計數有很大的關係,再加上c/c++都沒有自動的垃圾回收機制,如果沒有手動釋放內存,問題就會出現。如果要避免這個問題,還是要從代碼上入手,良好的編碼習慣和規範,是避免錯誤的不二法門。

  一般我們常說的內存泄漏是指堆內存的泄漏。

  堆內存是指程序從堆中分配的,大小任意的(內存塊的大小可以在程序運行期決定),使用完後必須顯示釋放的內存。

  應用程序一般使用malloc,realloc,new等函數從堆中分配到一塊內存,使用完後,程序必須負責相應的調用free或delete釋放該內存塊,否則,這塊內存就不能被再次使用,我們就說這塊內存泄漏了。

內存泄漏檢測工具

  (附)部分內存泄漏檢測工具

  1.ccmalloc-Linux和Solaris下對C和C++程序的簡單的使用內存泄漏和malloc調試庫。

  2.Dmalloc-Debug Malloc Library.

  3.Electric Fence-Linux分發版中由Bruce Perens編寫的malloc()調試庫。

  4.Leaky-Linux下檢測內存泄漏的程序。

  5.LeakTracer-Linux、Solaris和HP-UX下跟蹤和分析C++程序中的內存泄漏。

  6.MEMWATCH-由Johan Lindh編寫,是一個開放源代碼C語言內存錯誤檢測工具,主要是通過gcc的precessor來進行。

  7.Valgrind-Debugging and profiling Linux programs, aiming at programs written in C and C++.

  8.KCachegrind-A visualization tool for the profiling data generated by Cachegrind and Calltree.

  9.IBM Rational PurifyPlus-幫助開發人員查明C/C++、託管.NET、Java和VB6代碼中的性能和可靠性錯誤。PurifyPlus 將內存錯誤和泄漏檢測、應用程序性能描述、代碼覆蓋分析等功能組合在一個單一、完整的工具包中。

  10.Parasoft Insure++-針對C/C++應用的運行時錯誤自動檢測工具,它能夠自動監測C/C++程序,發現其中存在着的內存破壞、內存泄漏、指針錯誤和I/O等錯誤。並通過使用一系列獨特的技術(SCI技術和變異測試等),徹底的檢查和測試我們的代碼,精確定位錯誤的準確位置並給出詳細的診斷信息。能作爲Microsoft Visual C++的一個插件運行。

  11.Compuware DevPartner for Visual C++ BoundsChecker Suite-爲C++開發者設計的運行錯誤檢測和調試工具軟件。作爲Microsoft Visual Studio和C++ 6.0的一個插件運行。

  12.Electric Software GlowCode-包括內存泄漏檢查,code profiler,函數調用跟蹤等功能。給C++和.Net開發者提供完整的錯誤診斷,和運行時性能分析工具包。

  13.Compuware DevPartner Java Edition-包含Java內存檢測,代碼覆蓋率測試,代碼性能測試,線程死鎖,分佈式應用等幾大功能模塊。

  14.Quest JProbe-分析Java的內存泄漏。

  15.ej-technologies JProfiler-一個全功能的Java剖析工具,專用於分析J2SE和J2EE應用程序。它把CPU、執行緒和內存的剖析組合在一個強大的應用中。

  16.BEA JRockit-用來診斷Java內存泄漏並指出根本原因,專門針對Intel平臺並得到優化,能在Intel硬件上獲得最高的性能。

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