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内存泄漏问题的检视方法

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laocuo1142|  楼主 | 2024-6-18 11:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
你们平时开发产品有考虑过内存泄漏的问题吗?本文给大家描述一下内存泄漏问题的检视方法!
1.内存泄漏问题原理
1.1堆内存在C代码中的存储方式
内存泄漏问题只有在使用堆内存的时候才会出现,栈内存不存在内存泄漏问题,因为栈内存会自动分配和释放。C代码中堆内存的申请函数是malloc,常见的内存申请代码如下:

char *info = NULL;    /**转换后的字符串**/
info = (char*)malloc(NB_MEM_SPD_INFO_MAX_SIZE);
if( NULL == info)
{
    (void)tdm_error("malloc error!\n");
    return NB_SA_ERR_HPI_OUT_OF_MEMORY;
}

由于malloc函数返回的实际上是一个内存地址,所以保存堆内存的变量一定是一个指针(除非代码编写极其不规范)。再重复一遍,保存堆内存的变量一定是一个指针,这对本文主旨的理解很重要。当然,这个指针可以是单指针,也可以是多重指针。

malloc函数有很多变种或封装,如g_malloc、g_malloc0、VOS_Malloc等,这些函数最终都会调用malloc函数。

1.2堆内存的获取方法
看到本小节标题,可能有些同学有疑惑,上一小节中的malloc函数,不就是堆内存的获取方法吗?的确是,通过malloc函数申请是最直接的获取方法,如果只知道这种堆内存获取方法,就容易掉到坑里了。一般的来讲,堆内存有如下两种获取方法:

方法一:将函数返回值直接赋给指针,一般表现形式如下:

char *local_pointer_xx = NULL;
local_pointer_xx = (char*)function_xx(para_xx, …);
该类涉及到内存申请的函数,返回值一般都指针类型,例如:

GSList* g_slist_append (GSList   *list, gpointer  data);
方法二:将指针地址作为函数返回参数,通过返回参数保存堆内存地址,一般表现形式如下:

int ret;
char *local_pointer_xx = NULL;    /**转换后的字符串**/
ret = (char*)function_xx(..., &local_pointer_xx, ...);
该类涉及到内存申请的函数,一般都有一个入参是双重指针,例如:

__STDIO_INLINE _IO_ssize_t;
getline (char **__lineptr, size_t *__n, FILE *__stream);
前面说通过malloc申请内存,就属于方法一的一个具体表现形式。其实这两类方法的本质是一样的,都是函数内部间接申请了内存,只是传递内存的方法不一样,方法一通过返回值传递内存指针,方法二通过参数传递内存指针。

1.3内存泄漏三要素
最常见的内存泄漏问题,包含以下三个要素:

要素一:函数内有局部指针变量定义;

要素二:对该局部指针有通过上一小节中“两种堆内存获取方法”之一获取内存;

要素三:在函数返回前(含正常分支和异常分支)未释放该内存,也未保存到其它全局变量或返回给上一级函数。

1.4内存释放误区
稍微使用过C语言编写代码的人,都应该知道堆内存申请之后是需要释放的。但为何还这么容易出现内存泄漏问题呢?一方面,是开发人员经验不足、意识不到位或一时疏忽导致;另一方面,是内存释放误区导致。很多开发人员,认为要释放的内存应该局限于以下两种:

1) 直接使用内存申请函数申请出来的内存,如malloc、g_malloc等;

2)该开发人员熟悉的接口中,存在内存申请的情况,如iBMC的兄弟,都应该知道调用如下接口需要释放list指向的内存:

dfl_get_object_list(const char* class_name, GSList **list);
按照以上思维编写代码,一旦遇到不熟悉的接口中需要释放内存的问题,就完全没有释放内存的意识,内存泄漏问题就自然产生了。

2.内存泄漏问题检视方法
检视内存泄漏问题,关键还是要养成良好的编码检视习惯。与内存泄漏三要素对应,需

要做到如下三点:

1) 在函数中看到有局部指针,就要警惕内存泄漏问题,养成进一步排查的习惯

2) 分析对局部指针的赋值操作,是否属于前面所说的“两种堆内存获取方法”之一,如果是,就要分析函数返回的指针到底指向啥?是全局数据、静态数据还是堆内存?对于不熟悉的接口,要找到对应的接口文档或源代码分析;又或者看看代码中其它地方对该接口的引用,是否进行了内存释放;

3) 如果确认对局部指针存在内存申请操作,就需要分析该内存的去向,是会被保存在全局变量吗?又或者会被作为函数返回值吗?如果都不是,就需要排查函数所有有”return“的地方,保证内存被正确释放。

来源:https://my.oschina.net/u/4526289/blog/4539592

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沙发
lamanius| | 2024-8-21 12:54 | 只看该作者
内存泄漏是指程序在运行过程中未能正确释放已经不再使用的内存,导致内存使用量不断增加,最终可能耗尽系统资源

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板凳
liu96jp| | 2024-8-21 14:05 | 只看该作者
检视内存泄漏问题通常需要结合静态分析和动态分析两种方法。静态分析是在不运行代码的情况下,通过分析源代码或编译后的代码来发现潜在问题的方法

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地板
kaif2n9j| | 2024-8-21 15:09 | 只看该作者
人工检查代码,特别是内存分配和释放的代码路径,确保所有的malloc/new都有对应的free/delete

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5
q1d0mnx| | 2024-8-21 16:15 | 只看该作者
使用静态代码分析工具,如Coverity、Klocwork等,这些工具可以自动检测代码中的潜在内存泄漏点。

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6
w2nme1ai7| | 2024-8-21 17:22 | 只看该作者
动态分析是在程序运行时收集信息,以发现内存泄漏等问题

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7
q1ngt12| | 2024-8-21 18:30 | 只看该作者
使用内存检测工具,如Valgrind、AddressSanitizer(ASan)等,这些工具可以在运行时监控内存分配和释放,报告未释放的内存块

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8
suw12q| | 2024-8-21 19:27 | 只看该作者
实现一个自定义的内存分配器,记录每次内存分配和释放的调用,并在程序退出时检查是否有未释放的内存

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9
d1ng2x| | 2024-8-22 08:24 | 只看该作者
使用性能分析工具,如gprof、perf等,监控程序的内存使用情况,观察内存使用量的变化趋势

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10
lix1yr| | 2024-8-22 11:01 | 只看该作者
编写单元测试用例,确保每个模块的内存分配和释放都是正确的

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11
l1uyn9b| | 2024-8-22 12:12 | 只看该作者
在长时间运行和高负载条件下测试程序,观察内存使用情况,以发现潜在的内存泄漏。

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