Dec 20, 2013 – 学习 & 提升 – 程序设计  C语言  工具   – Bai

程序设计中内存泄露检测方法

内存泄露为计算机的专业用词，指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，由于设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。

内存泄漏会因为减少可用内存的数量从而降低计算机的性能，最终，在最糟糕的情况下，过多的可用内存被分配掉导致全部或部分设备停止正常工作，或者应用程序崩溃。

因此，在程序设计过程中一定要注意内存的管理，尽量从源头上减少内存泄露的发生，而且也要及时利用相关方法和工具对内存使用进行检测，以改善程序的性能。

mtrace

mtrace 简介

mtrace是 GNU C 程序库中的内存调试函数，用于检测由malloc、realloc和free管理分配的内存使用情况。在头文件<mcheck.h>中声明及定义，函数原型为：

void mtrace(void);
void muntrace(void);

其中mtrace函数为内存检测的起点，通常放在程序的起始处，而muntrace为终止内存检测，如果检测到程序末尾时可以省略。

mtrace 使用实例

设要检测的源程序为 test.c：

1 #include <stdio.h>
2 #include <stblib.h>
3 int main(int argc, const char *argv[])
4 {
5     int *a = (int *)malloc(10);
6     return 0;
7 }

显然这个程序在结束前没有释放指针 a 指向的内存。首先需要在源文件中包含头文件<mcheck.h>，然后调用内存检测函数mtrace和muntrace，此时源程序修改为：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stblib.h>
 3 #include <mcheck.h>
 4 int main(int argc, const char *argv[])
 5 {
 6     mtrace(); //检测起点
 7     int *a = (int *)malloc(10);
 8     muntrace(); //检测终点,检测到程序末尾时可以省略不写这个
 9     return 0;
10 }

要正确使用mtrace需首先定义环境变量MALLOC_TRACE以设置日志（记录）文件：

$ export MALLOC_TRACE=test.log

然后在调试模式下编译 test.c：

$ gcc test.c -o test -g

执行程序，内存检测函数会将检测结果写入日志文件：

$ ./test

但是，检测结果是计算机可阅读的格式，需要将其转换。只要安装mtrace，就会有一名为mtrace的 Perl 脚本程序存在，可将检测结果转换为一般人可阅读的格式，在 shell 输入以下指令：

$ mtrace test test.log

编译好的程序test会寻找环境变量MALLOC_TRACE并把内存泄漏检测情况输出到里面。mtracePerl 脚本程序只是一个分析日志文件的工具，上述源文件的测试结果为：

Memory not freed:
-----------------
   Address     Size     Caller
0x08a99378      0xa  at /home/hit9/c/test.c:7

其实上述过程可以写个 Makefile 简化操作：

all:
    gcc test.c -o test -g
    env MALLOC_TRACE=test.log ./test
    mtrace test test.log

Valgrind

Valgrind 是一款用于内存调试、内存泄漏检测以及性能分析的软件开发工具。具体信息可访问 Valgrind 官网。

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