快捷導(dǎo)航

C++使用CRT庫檢測(cè)內(nèi)存泄漏的方法詳解

更新時(shí)間：2024年06月07日 11:54:03 作者：七凌、

內(nèi)存泄漏是 C/C++ 應(yīng)用程序中最微妙、最難以發(fā)現(xiàn)的 bug,存泄漏是由于之前分配的內(nèi)存未能正確解除分配而導(dǎo)致的, 內(nèi)存泄漏的檢測(cè)工具有很多,CRT庫,是Visual Studio 自帶的,所以我們可以開箱即用,所以下面我們就來一起學(xué)習(xí)一下如何使用CRT庫檢測(cè)內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏是 C/C++ 應(yīng)用程序中最微妙、最難以發(fā)現(xiàn)的 bug，存泄漏是由于之前分配的內(nèi)存未能正確解除分配而導(dǎo)致的。最開始的少量?jī)?nèi)存泄漏可能沒被發(fā)現(xiàn)，但隨時(shí)間推移，會(huì)導(dǎo)致各種問題，從性能變差到程序由于內(nèi)存不足而崩潰。內(nèi)存泄漏的應(yīng)用會(huì)耗盡全部可用內(nèi)存，導(dǎo)致其它程序崩潰，從而讓人難以分辨是哪個(gè)程序引發(fā)問題。即使無害的內(nèi)存泄漏也可能表明存在其他應(yīng)糾正的問題。

一、CRT 庫簡(jiǎn)介

內(nèi)存泄漏的檢測(cè)工具有很多，大多數(shù)的內(nèi)存泄漏檢測(cè)工具都要我們手動(dòng)安裝才能使用，但是CRT(C 運(yùn)行時(shí)庫)庫，是Visual Studio 自帶的，所以我們可以開箱即用，無需安裝其他的內(nèi)存泄漏檢測(cè)工具。

所以下面我們就來一起學(xué)習(xí)一下如何使用CRT庫檢測(cè)內(nèi)存泄漏：

CRT檢測(cè)內(nèi)存泄漏原理：內(nèi)存分配要通過CRT在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)，只要在分配內(nèi)存和釋放內(nèi)存時(shí)分別做好記錄，程序結(jié)束時(shí)對(duì)比分配內(nèi)存和釋放內(nèi)存的記錄就可以確定是不是有內(nèi)存泄漏。

二、CRT 庫的使用

1、啟用內(nèi)存泄漏檢測(cè)

檢測(cè)內(nèi)存泄漏的主要工具是「C/C++ 調(diào)試程序」和「CRT 調(diào)試堆函數(shù)」，若要啟用調(diào)試堆的所有函數(shù)，在 C++ 程序中，按以下順序包含以下語句：

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>

#define 語句將 CRT 堆函數(shù)的基礎(chǔ)版本映射到對(duì)應(yīng)的調(diào)試版本，如果省略 #define 語句，內(nèi)存泄漏轉(zhuǎn)儲(chǔ)包含的有用信息將有所簡(jiǎn)化。
#include <crtdbg.h> 會(huì)將 malloc 和 free 函數(shù)映射到其調(diào)試版本 _malloc_dbg 和_free_dbg，它們跟蹤內(nèi)存分配和解除分配。此映射只在包含 _DEBUG的調(diào)試版本中發(fā)生。發(fā)布版本則會(huì)使用普通的 malloc 和 free 函數(shù)。

2、設(shè)置應(yīng)用退出時(shí)顯示內(nèi)存泄漏報(bào)告

在使用了上面的語句啟用調(diào)試堆函數(shù)后，需要在應(yīng)用出口點(diǎn)之前放置 _CrtDumpMemoryLeaks，從而在應(yīng)用退出時(shí)顯示內(nèi)存泄漏報(bào)告。

_CrtDumpMemoryLeaks();

如果你的應(yīng)用程序有多個(gè)出口點(diǎn)，每一個(gè)出口點(diǎn)都要設(shè)置這個(gè)函數(shù)也太復(fù)雜了，所以我們可以在應(yīng)用程序開頭調(diào)用 _CrtSetDbgFlag并傳入一些參數(shù)來幫助我們簡(jiǎn)化這個(gè)操作。

_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF );

_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF
- 含義：?jiǎn)⒂脙?nèi)存分配調(diào)試。
- 作用：當(dāng)啟用該標(biāo)志時(shí)，CRT 會(huì)在每次內(nèi)存分配時(shí)記錄調(diào)試信息，包括分配的文件名和行號(hào)。這些信息在內(nèi)存泄漏報(bào)告中非常有用，可以幫助你確定內(nèi)存泄漏發(fā)生的位置。
_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF
- 含義：?jiǎn)⒂脙?nèi)存泄漏檢測(cè)。
- 作用：當(dāng)啟用該標(biāo)志時(shí)，程序退出時(shí) CRT 會(huì)自動(dòng)檢查未釋放的內(nèi)存，并生成內(nèi)存泄漏報(bào)告。這可以幫助你發(fā)現(xiàn)和修復(fù)內(nèi)存泄漏問題。
_CRTDBG_CHECK_ALWAYS_DF
- 作用：當(dāng)設(shè)置該標(biāo)志時(shí)，CRT會(huì)在每次分配或釋放內(nèi)存時(shí)檢查整個(gè)堆的完整性。這意味著每次內(nèi)存操作（如 malloc、free、new、delete）都會(huì)觸發(fā)堆完整性檢查。通過這種操作能檢測(cè)一些內(nèi)存越界的問題。當(dāng)然也可以手動(dòng)調(diào)用_CrtCheckMemory() 函數(shù)進(jìn)行立即檢測(cè)。

3、豐富內(nèi)存泄漏報(bào)告

為了豐富我們的內(nèi)存泄漏報(bào)告，我們可以重定義 new malloc 用以捕獲文件名和行號(hào)

// 重定義 new malloc 以捕獲文件名和行號(hào)
#ifdef _DEBUG
#define new   new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#define   malloc(s)  _malloc_dbg(s, _NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#endif

4、演示使用

我們通過下面的一個(gè)完整的示例，展示如何使用 CRT進(jìn)行內(nèi)存泄漏檢測(cè)：

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
#include <iostream>

// 重定義 new malloc 以捕獲文件名和行號(hào)
#ifdef _DEBUG
#define new   new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#define   malloc(s)  _malloc_dbg(s, _NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
#endif

void leakMemory() {
    int* p = new int[10]; // 這是一個(gè)內(nèi)存泄漏示例
}

int main() 
{
    // 啟用內(nèi)存分配調(diào)試和內(nèi)存泄漏檢測(cè)
    _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF | _CRTDBG_CHECK_ALWAYS_DF);

    leakMemory();

    std::cout << "Program finished." << std::endl;
    
    return 0;
}

我們按F5進(jìn)行調(diào)試時(shí)，當(dāng)程序運(yùn)行完畢，我們?cè)谳敵龃翱诳梢钥吹剑?/p>