00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 前言
  • 02. valgrind安裝
  • 03. 使用未初始化的內存
  • 04. 使用野指針
  • 05. 動態內存越界訪問
  • 06. 分配空間后沒有釋放
  • 07. 不匹配使用delete或者free
  • 08. 兩次釋放同一塊內存
  • 09. 總結
  • 10. 附錄

01. 前言

C/C++運行高效，不管是操作系統內核還是對性有要求的程序（比如游戲引擎）都要求使用C/C++來編寫，其實C/C++強大的一點在于能夠使用指針自由地控制內存的使用，適時的申請內存和釋放內存，從而做到其他編程語言做不到的高效地運行。但是內存管理是一把雙刃劍，用好了削鐵如泥，用不好自斷一臂。在申請堆上內存使用完之后中如果做不到適時有效的釋放，那么就會造成內存泄露，久而久之程序就會將系統內存耗盡，導致系統運行出問題。就如同你每天跑去圖書館借一打書籍而不還，直到圖書館倒閉為止。

C語言中申請內存和釋放內存的方法是使用 malloc和free。

C++中能兼容C，所以也能使用malloc和free，面向對象的情況下使用的則是new和delete，能夠自動執行構造函數和析構函數。

在Linux平臺，我們可以使用valgrind命令檢測C/C++程序是否內存泄露。

02. valgrind安裝

debian/ubuntu下安裝方法：

deng@itcast:~$ sudo apt install valgrind

redhat/centos下安裝方法：

deng@itcast:~$ sudo yum install valgrind

安裝好valgrind工具之后，下面來看看valgrind的幾個應用場景。

03. 使用未初始化的內存

程序中我們定義了一個指針p，但并未給他分配空間，但我們卻使用它了。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {char ch; char *p; ch = *p; printf("ch = %c\n", ch);return 0; }

valgrind檢測出到我們的程序使用了未初始化的變量。

04. 使用野指針

p所指向的內存被釋放了，p變成了野指針，但是我們卻繼續使用這片內存。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {int *p = NULL;p = malloc(sizeof(int));if (NULL == p){ printf("malloc failed...\n"); return 1;} memset(p, 0, sizeof(int));*p = 88; printf("*p = %d\n", *p);//釋放內存free(p);printf("*p = %d\n", *p);return 0; }

valgrind檢測到我們使用了已經free的內存，并給出這片內存是哪里分配和哪里釋放的。

05. 動態內存越界訪問

我們動態地分配了一片連續的存儲空間，但我們在訪問個數組時發生了越界訪問。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {int i = 0;int *p = NULL;p = malloc(5 * sizeof(int));if (NULL == p){ printf("malloc failed...\n"); return 1;} memset(p, 0, 10 * sizeof(int));for (int i = 0; i <= 5; i++) { p[i] = i + 1; } for (int i = 0; i <= 5; i++) { printf("p[%d]: %d\n", i, p[i]);} return 0; }

valgrind檢測出越界信息如下。

注意：

valgrind不檢查非動態分配數組的使用情況。

06. 分配空間后沒有釋放

內存泄漏的原因在于我們使用free或者new分配空間之后，沒有使用free或者delete釋放內存。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {int *p = NULL;p = malloc(sizeof(int));*p = 88; printf("*p = %d\n", *p);return 0; }

valgrind的記錄顯示上面的程序用了1次malloc，卻調用了0次free。

可以使用–leak-check=full進一步獲取內存泄漏的信息，比如malloc具體行號。

07. 不匹配使用delete或者free

一般我們使用malloc分配的空間，必須使用free釋放內存。使用new分配的空間，使用delete釋放內存。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {int *p = NULL;p = (int *)malloc(sizeof(int));*p = 88; printf("*p = %d\n", *p);delete p;return 0; }

不匹配地使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]則會被提示mismacth

08. 兩次釋放同一塊內存

一般情況下，內存分配一次，只釋放一次。如果多次釋放，可能會出現double free。

程序示例:

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) {int *p = NULL;p = (int *)malloc(sizeof(int));*p = 88; printf("*p = %d\n", *p);free p;free p;return 0; }

多次釋放同一內存，出現非法釋放內存。

09. 總結

內存泄露問題非常難定位，對于小工程項目來說，簡單去檢查代碼中new和delete的匹配對數就基本能定位到問題，但是一旦代碼量上升到以萬單位時，僅靠肉眼檢查來定位問題那就非常困難了，所以我們需要利用工具幫助我們找出問題所在。在Linux系統下內存檢測工具首推Valgrind，一款非常好用的開源內存管理工具。Valgrind其實是一個工具集，內存錯誤檢測只是它眾多功能的一個，但我們用得最多的功能正是它——memcheck。

總之，valgrind工具可以檢測下列與內存相關的問題 :

• 未釋放內存的使用
• 對釋放后內存的讀/寫
• 對已分配內存塊尾部的讀/寫
• 內存泄露
• 不匹配的使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]
• 重復釋放內存

10. 附錄

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Tools】Linux下C和C++程序中内存泄露检测的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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