VC下内存泄漏的检测方法

用MFC研发的应用程式，在DEBUG版模式下编译后，都会自动加入内存泄漏的检测代码。在程式结束后，假如发生了内存泄漏，在Debug窗口中会显示出任何发生泄漏的内存块的信息，以下两行显示了一块被泄漏的内存块的信息：

E:\TestMemLeak\TestDlg.cpp(70) : {59} normal block at 0x00881710, 200 bytes long.

Data: <abcdefghijklmnop> 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B 6C 6D 6E 6F 70

　　第一行显示该内存块由TestDlg.cpp文档，第70行代码分配，地址在0x00881710，大小为200字节，{59}是指调用内存分配函数的Request Order，关于他的周详信息能够参见MSDN中_CrtSetBreakAlloc()的帮助。第二行显示该内存块前16个字节的内容，尖括号内是以ASCII方式显示，接着的是以16进制方式显示。

　　一般大家都误以为这些内存泄漏的检测功能是由MFC提供的，其实不然。MFC只是封装和利用了MS C-Runtime Library的Debug Function。非MFC程式也能够利用MS C-Runtime Library的Debug Function加入内存泄漏的检测功能。MS C-Runtime Library在实现malloc/free，strdup等函数时已内建了内存泄漏的检测功能。

　　注意观察一下由MFC Application Wizard生成的项目，在每一个cpp文档的头部都有这样一段宏定义：


#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif


　　有了这样的定义，在编译DEBUG版时，出现在这个cpp文档中的任何new都被替换成DEBUG_NEW了。那么DEBUG_NEW是什么呢？DEBUG_NEW也是个宏，以下摘自afx.h，1632行


#define DEBUG_NEW new(THIS_FILE, __LINE__)


　　所以假如有这样一行代码：


char* p = new char[200];


　　经过宏替换就变成了：


char* p = new( THIS_FILE, __LINE__)char[200];


　　根据C++的标准，对于以上的new的使用方法，编译器会去找这样定义的operator new：


void* operator new(size_t, LPCSTR, int)


　　我们在afxmem.cpp 63行找到了一个这样的operator new 的实现


void* AFX_CDECL operator new(size_t nSize, LPCSTR lpszFileName, int nLine)
{
　return ::operator new(nSize, _NORMAL_BLOCK, lpszFileName, nLine);
}

void* __cdecl operator new(size_t nSize, int nType, LPCSTR lpszFileName, int nLine)
{
　…
　pResult = _malloc_dbg(nSize, nType, lpszFileName, nLine);
　if (pResult != NULL)
　　return pResult;
　…
}


　　第二个operator new函数比较长，为了简单期间，我只摘录了部分。很显然最后的内存分配还是通过_malloc_dbg函数实现的，这个函数属于MS C-Runtime Library 的Debug Function。这个函数不但需要传入内存的大小，另外更有文档名和行号两个参数。文档名和行号就是用来记录此次分配是由哪一段代码造成的。假如这块内存在程式结束之前没有被释放，那么这些信息就会输出到Debug窗口里。

　　这里顺便提一下THIS_FILE，__FILE和__LINE__。__FILE__和__LINE__都是编译器定义的宏。当碰到__FILE__时，编译器会把__FILE__替换成一个字符串，这个字符串就是当前在编译的文档的路径名。当碰到__LINE__时，编译器会把__LINE__替换成一个数字，这个数字就是当前这行代码的行号。在DEBUG_NEW的定义中没有直接使用__FILE__，而是用了THIS_FILE，其目的是为了减小目标文档的大小。假设在某个cpp文档中有100处使用了new，假如直接使用__FILE__，那编译器会产生100个常量字符串，这100个字符串都是飧?/SPAN>cpp文档的路径名，显然十分冗余。假如使用THIS_FILE，编译器只会产生一个常量字符串，那100处new的调用使用的都是指向常量字符串的指针。

　　再次观察一下由MFC Application Wizard生成的项目，我们会发现在cpp文档中只对new做了映射，假如您在程式中直接使用malloc函数分配内存，调用malloc的文档名和行号是不会被记录下来的。假如这块内存发生了泄漏，MS C-Runtime Library仍然能检测到，但是当输出这块内存块的信息，不会包含分配他的的文档名和行号。

　　要在非MFC程式中打开内存泄漏的检测功能很容易，您只要在程式的入口处加入以下几行代码：


int tmpFlag = _CrtSetDbgFlag( _CRTDBG_REPORT_FLAG );

tmpFlag |= _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF;

_CrtSetDbgFlag( tmpFlag );


　　这样，在程式结束的时候，也就是winmain，main或dllmain函数返回之后，假如更有内存块没有释放，他们的信息会被打印到Debug窗口里。

　　假如您试着创建了一个非MFC应用程式，而且在程式的入口处加入了以上代码，并且故意在程式中不释放某些内存块，您会在Debug窗口里看到以下的信息：


{47} normal block at 0x00C91C90, 200 bytes long.

Data: < > 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F


　　内存泄漏的确检测到了，但是和上面MFC程式的例子相比，缺少了文档名和行号。对于一个比较大的程式，没有这些信息，解决问题将变得十分困难。

　　为了能够知道泄漏的内存块是在哪里分配的，您需要实现类似MFC的映射功能，把new，maolloc等函数映射到_malloc_dbg函数上

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