本文總結了一種輕巧的內存泄漏測試方法及其python實現，該方法在Lenovo Bamboo系統的驗收測試活動中得到過諸多檢驗，是一種易用有效的內存泄漏測試方法
一、 內存泄漏測試原理
1、 內存泄漏的危害。
內存泄漏的危害不必多說，會導致系統的可用內存越來越少，影響系統長時間運行的穩定性。
2、 常用的內存泄漏測試方法
一般而言，可概括爲兩種思路：
1） 內存分配、釋放工具檢查
如valgrind等內存測試工具。
2） Linux系統性能監測
如zabbix等linux性能監測工具，以及團隊自研的檢測linux性能的工具。
在方法一中，工具的原理一般是通過檢查當程序動態分配內存後，是否有釋放來判斷有沒有發生內存泄漏。其優點很明顯，發現泄漏時能很方便定位到代碼的具體哪個地方在泄漏內存。但缺點也很明顯：一是工具容易誤判，二是工具要干涉程序編譯過程，使得工具使用起來很麻煩。這兩個缺點對於黑盒測試人員來說尤其容易感受到。
其實，還有第三個缺點。作爲測試人員，真正關心的難道是程序結束時內存有沒有free嗎？不然。絕大多數的進程原本就該持續運行永不結束（至少我們希望是這樣），測試人員真正關心的是進程所使用的內存是基本穩定的，還是持續增長的。如果是持續增長的，就有影響系統長時間運行穩定性的風險。
綜上， Bamboo OS測試人員根據方法二總結了內存泄漏測試方法，並利用python實現了工具腳本。
3、 linux內存管理機制
Linux的內存管理機制，網上的資料很多，就不多談了。本文只對一些基本的概念囉嗦幾句。
虛擬內存：linux上每個進程都有一個虛擬的地址空間，這個虛擬的地址空間大小在ps命令裏體現爲VSZ，在top命令裏體現爲VIRT。這空間可以很大，單個進程的VSZ超出整個系統的內存，也是很常見的。
常駐內存：只有實際要發生訪問的內存，纔會被映射到RAM上，在ps命令裏體現爲RSS，在top命令裏體現爲RES
如下圖所示，vpp的VSZ爲99G（你看，任性吧。）,RSS爲787M。
（注：PS命令中內存基本單位是KB，B代表bit）
進程使用的內存，還有一種分法：私有內存和共享內存。
顧名思義，私有內存即是被該進程獨享的內存，共享內存是多個進程共享的內存，一般地，當多個進程依賴相同的鏈接庫時，鏈接庫也會被映射到每一個進程的地址空間裏。所以，即使RSS也未真正的反映進程到底佔用了系統多少內存資源。
綜上，測試linux系統上進程內存泄漏的一個基本思路爲:
定期通過ps、cat proc/$pid/status、pmap –d $pid等命令，觀測進程的rss和私有內存的變化。如果兩者都在持續上漲，那麼該進程有很大嫌疑存在內存泄漏。如果只有其中之一在漲，需進一步使用定位方法（或者請求開發協助），最好能弄明白具體原因。
監測linux內存性能的命令有很多，除上文提到過的命令外，用戶態進程還有smaps，vmstat以及其他命令監測，內核一般是查看slabinfo。本文不介紹這些命令的詳細用法。
二、 Bamboo 系統內存泄漏檢測腳本的實現
1、 設計測試方法
視對系統的瞭解程度，可以選擇性地
1) 通過審閱設計文檔或歷史缺陷、與開發部同事溝通交流，找出軟件特性會進行動態分配內存的地方；
2) 設計測試步驟，測試步驟應當讓最終的狀態與初始狀態是一個狀態。比如，創建router ospf實例，進行實例的初始化和資源分配、協議交互後，又刪去了此實例，系統回到初始狀態；
3) 反覆執行測試步驟並通過linux的命令觀察內存變化。如果rss和私有內存持續上漲，則有嫌疑出現了內存泄漏；
4) 定位（或協調開發來定位）問題，可通過pmap命令的詳細信息對比、gdb調試、valgrind或其他工具來定位。
2、 實現內存拷機測試腳本
內存拷機腳本工具包含兩部分，memMonitor和mytest。
memMonitor是工作框架，依賴Bamboo系統的自動化測試平臺，該平臺能提供bamboos_ssh功能讓腳本可以創建一個Bamboo系統實例並在該系統執行命令。筆者提供的版本是通過命令行來獲取系統內存信息的，各功能函數通過分析字符串來獲取數據，讀者可以自行實現。內存監測結果的呈現可炫酷可簡易，讀者可自行實現。
memMonitor 的傳參mytest是一個函數，這個函數裏是測試人員設計的測試步驟（比如上文說過的創建和銷燬ospf實例），對於工具的使用人員來說，他不需要關心memMonitor內部實現機制，只要設計他個人的mytest就可以了。
memMonitor腳本的基本架構如下。
import bamboos_ssh
import re
import time
'''
本用例通過linux提供的ps和pmap命令監控Bamboo系統裏指定進程的內存變化。
'''
##--------------全局參數設置--設置檢測範圍-------------------------------##
processList = ['./omu','/bin/ffe/vpp/vpp','l3stackMain','srvc','nse','ospfd','nettool_server',
'infoc','ffe_mgmt','usermgr','nat','dhcpd','ntpd','bgpd','sysrepod']
##++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++##
def memMonitor(targetSystemIP,psName,repeatRounds,mytest):
rssList = []
privateList = []
##-----------------------------初始化工作------------------------------------- -##
dut1_ssh = bamboos_ssh.bamboos_ssh(targetSystemIP)
print('\n初始時完整獲取ps信息，找到目標進程的進程號，獲取該進程的pmap信息')
psAllInfo = dut1_ssh.exe_cmd( ['ps -aux'])
psID = getPsID(psName,psAllInfo)
psAllRssStart = getPsAllRss(processList,psAllInfo)
dut1_ssh.exe_cmd( ['pmap -d %s'%psID])
dut1_ssh.exe_cmd(['exit'])
##-----------------------------拷機過程-----------------------------------------##
##主循環多次執行測試員的拷機腳本，每次執行後獲取rss內存和private內存信息
for i in range(0,repeatRounds+1):
try:
if 0 == i:
print('\n獲取初始內存信息')
else:
print('\n第%d輪測試' % i)
mytest(dut1_ssh)
print('\n第%d次獲取內存信息' % i)
rssMem = getRssMem(dut1_ssh,psID)
rssList.append(rssMem)
privateMem = getPrivateMem(dut1_ssh,psID)
privateList.append(int(privateMem))
dut1_ssh.exe_cmd(['exit'])
except BaseException as e:
print(e);print('第%d輪測試時異常終止了'%i);resultPrint(psName, rssList, privateList);break
##最後一輪測試時再次獲取ps信息,以及目標進程的pmap信息
print('\n結束時完整獲取ps信息,以及目標進程的pmap信息')
psAllInfo = dut1_ssh.exe_cmd(['ps -aux'])
psAllRssEnd = getPsAllRss(processList,psAllInfo)
dut1_ssh.exe_cmd(['pmap -d %s' % psID])
dut1_ssh.exe_cmd(['exit'])
##-------------------顯示最終的監測結果------------------------------------------##
print('=========================拷機測試的結果=====================')
resultPrint(psName, rssList, privateList)
compareAllPsRss(processList, psAllRssStart, psAllRssEnd)
##-------------------清理測試環境，結束測試---------------------------------------##
dut1_ssh.close()
##++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++##
def getPsID(psName,psInfo):
#根據PSInfo檢索出psID
# return psID
def getPsAllRss(psNameList,psAllInfo):
#通過psALLInfo檢索出所有ps的RSS並返回
# return psRssList
def getRssMem(dut1_ssh,psID):
#根據 'cat /proc/%s/status | grep VmRSS' 命令找出每一個ps的rss內存值
# return rssMem
def getPrivateMem(dut1_ssh,psID):
#根據 'pmap -d %s | grep mapped' 命令找出每一個ps的私有內存值
# return privateMem
def resultPrint(psName,rssList,privateList):
#根據需要輸出內存監測結果，可以是炫酷的圖形化輸出，也可以是簡易輸出，例如：
print('\n進程%s的物理內存佔用趨勢爲:'%psName)
print(rssList)
print('\n進程%s的私有內存使用趨勢爲:'%psName)
print(privateList)
def compareAllPsRss(processList,psAllRssStart,psAllRssEnd):
#對所有進程的一個輸出，可以是圖形化的，也可以是簡易的
3、 使用內存拷機測試腳本
使用實例：
1） 測試同學懷疑ntp特性在配置本地時鐘存在內存泄漏，所以設置主要監測的進程是ntpd
2） 在mytest函數裏定義了將反覆執行的命令。
def mytest(dut1_ssh):
for i in range(0,10):
dut1_ssh.config(['ntp-service refclock-master 9'])
time.sleep(2)
dut1_ssh.config(['no ntp-service refclock-master'])
3） 主程序將反覆執行mytest，並週期性的查看ntpd進程的rss內存和私有內存信息
4） 主程序在初始時和結束時獲取了一次ntpd進程的完整pmap信息，方便在懷疑ntpd存在內存泄漏時進行進一步的定位分析。
運行結果：
主要的結果如下圖所示：（筆者使用的版本當前未將數據圖形化）
可以看到，ntpd的rss內存增長顯著，私有內存也呈一直上漲趨勢。所以，ntpd有很大嫌疑存在內存泄漏。
因爲想進一步分析內存的變化，所以對比了程序執行前後ntpd的pmap信息。可以看到在結束時，pmap信息裏多了更多的大小爲4K的分頁。測試人員將這一信息提供給開發同學定位。
