C/C++內存泄漏及檢測

“該死系統存在內存泄漏問題”，項目中由於各方面因素，總是有人抱怨存在內存泄漏，系統長時間運行之後，可用內存越來越少，甚至導致了某些服務失敗。內存泄漏是最難發現的常見錯誤之一，因爲除非用完內存或調用malloc失敗，否則都不會導致任何問題。實際上，使用C/C++這類沒有垃圾回收機制的語言時，你很多時間都花在處理如何正確釋放內存上。如果程序運行時間足夠長，如後臺進程運行在服務器上，只要服務器不宕機就一直運行，一個小小的失誤也會對程序造成重大的影響，如造成某些關鍵服務失敗。

對於內存泄漏，本人深有體會！實習的時候，公司一個項目中就存在內存泄漏問題，項目的代碼兩非常大，後臺進程也比較多，造成內存泄漏的地方比較難找。這次機會是我對如何查找內存泄漏問題，有了一定的經驗，後面自己的做了相關實驗，在此我分享一下內存泄漏如何調試查找，主要內容如下：

• 1、內存泄漏簡介
• 2、Windows平臺下的內存泄漏檢測
  • 2.1、檢測是否存在內存泄漏問題
  • 2.2、定位具體的內存泄漏地方
• 3、Linux平臺下的內存泄漏檢測 
• 4、總結

其實Windows、Linux下面的內存檢測都可以單獨開篇詳細介紹，方法和工具也遠遠不止文中介紹到的，我的方法也不是最優的，如果您有更好的方法，也請您告訴我和大家。

1、內存泄漏簡介及後果

wikipedia中這樣定義內存泄漏：在計算機科學中，內存泄漏指由於疏忽或錯誤造成程序未能釋放已經不再使用的內存的情況。內存泄漏並非指內存在物理上的消失，而是應用程序分配某段內存後，由於設計錯誤，導致在釋放該段內存之前就失去了對該段內存的控制，從而造成了內存的浪費。

最難捉摸也最難檢測到的錯誤之一是內存泄漏，即未能正確釋放以前分配的內存的 bug。 只發生一次的小的內存泄漏可能不會被注意，但泄漏大量內存的程序或泄漏日益增多的程序可能會表現出各種徵兆：從性能不良（並且逐漸降低）到內存完全用盡。 更糟的是，泄漏的程序可能會用掉太多內存，以致另一個程序失敗，而使用戶無從查找問題的真正根源。 此外，即使無害的內存泄漏也可能是其他問題的徵兆。

內存泄漏會因爲減少可用內存的數量從而降低計算機的性能。最終，在最糟糕的情況下，過多的可用內存被分配掉導致全部或部分設備停止正常工作，或者應用程序崩潰。內存泄漏可能不嚴重，甚至能夠被常規的手段檢測出來。在現代操作系統中，一個應用程序使用的常規內存在程序終止時被釋放。這表示一個短暫運行的應用程序中的內存泄漏不會導致嚴重後果。

在以下情況，內存泄漏導致較嚴重的後果：

• 程序運行後置之不理，並且隨着時間的流失消耗越來越多的內存（比如服務器上的後臺任務，尤其是嵌入式系統中的後臺任務，這些任務可能被運行後很多年內都置之不理）；
• 新的內存被頻繁地分配，比如當顯示電腦遊戲或動畫視頻畫面時；
• 程序能夠請求未被釋放的內存（比如共享內存），甚至是在程序終止的時候；
• 泄漏在操作系統內部發生；
• 泄漏在系統關鍵驅動中發生；
• 內存非常有限，比如在嵌入式系統或便攜設備中；
• 當運行於一個終止時內存並不自動釋放的操作系統（比如AmigaOS）之上，而且一旦丟失只能通過重啓來恢復。

下面我們通過以下例子來介紹如何檢測內存泄漏問題：

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
 
void GetMemory(char *p, int num)
{
    p = (char*)malloc(sizeof(char) * num);//使用new也能夠檢測出來
}
 
int main(int argc,char** argv)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(str, 100);
    cout<<"Memory leak test!"<<endl;
    //如果main中存在while循環調用GetMemory
    //那麼問題將變得很嚴重
    //while(1){GetMemory(...);}
    return 0;
}

實際中不可能這麼簡單，如果這麼簡單也用不着別的方法，程序員一眼就可以看出問題，此程序只用於測試。