强如 Rust 也免不了内存泄漏

序言

Rust 以其内存安全性而闻名。虽然在 Rust 中创建内存泄漏并不容易,但是需要清楚,"无内存泄漏"并不是 Rust 提供的安全保证的一部分。

实际上,在系统编程语言中,有时候你需要允许内存泄漏。以 FFI 为例,如果你的资源在被另一种语言使用后被释放,那就产生了问题。

本文将探究,什么样的操作会在 Rust 中引起内存泄露,我们又该通过什么方式来检测出 Rust 程序的内存泄露问题。

如何引起内存泄露

在 Rust 程序中,以下操作可能导致内存泄漏:

  1. 调用 std::mem::forget 函数。
  2. 创建循环引用的 Rc 指针:

若在 Rc 指针之间形成循环,这将导致内存永久无法释放。为了打破循环,你可以使用 Weak 指针。举例来说,假设我们有一棵树,在父节点到子节点的连接中,我们可以使用强 Rc 指针,而在子节点到父节点的连接上,我们可以使用 Weak 指针。

  1. 使用 Box::leak 创建静态引用。
  2. 在 FFI 情况下使用 Box::into_raw

如何检测出内存泄露问题

LeakSanitizer

LeakSanitizer 是由 LLVM 项目提供的一个开源工具,它是一个独立的运行时库,目的是检测进程的内存泄漏问题。

当 LeakSanitizer 检测到可能的内存泄漏时,它会生成一份详细报告,包含泄露类型以及泄漏发生的位置。这在排查内存泄漏问题时相当有用。

你可以通过使用 -Z sanitizer=leak 选项在编译和运行时启用 LeakSanitizer:

ini 复制代码
RUSTFLAGS="-Z sanitizer=leak" cargo +nightly run

这样 Rust 就会打开 LeakSanitizer 并在运行程序时对内存泄漏进行检测。

请注意,LeakSanitizer 目前仅适用于 x86_64 Linux 和 x86_64 macOS。

Valgrind

首先,你需要安装 Valgrind。但需要注意的是,Valgrind 目前还不支持 M1/M2 的 Mac 系统。

在终端中输入以下的命令来运行 Valgrind:

bash 复制代码
valgrind --leak-check=full target/debug/your_program

这个命令将会启动 Valgrind,并使用 --leak-check=full 选项来对 your_program 运行全面的内存泄漏检查。

参考资料

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