一、内存泄漏定义
- 指程序在动态分配内存后,失去了对该内存块的所有指针引用,导致在程序内存生命周期结束前无法被释放或回收的现象
二、内存泄漏的三大根本原因
1、遗忘释放:
- 写了new、malloc,但忘了写对应的delete、free,常见于业务逻辑及其复杂的函数中,开发者在return前遗漏了释放内存的代码。
2、异常路径打乱流程:
- 函数执行过程中抛出了异常,直接跳过了后面的delete语句,导致之前分配的内存无法释放。
3、释放姿势错误:
- 基类析构函数没有声明为虚函数virtual,当用基类指针指向派生类对象并delete时,派生类的析构函数不会执行,导致派生类自身持有的堆资源随即泄漏。
三、四大常见内存泄漏场景
1、循环中的临时对象:
- 在while或for循环中,持续的new对象,却忘了在循环末尾delete,是短时间内将内存耗尽(OOM)的最快方式
2、容器中的裸指针:
- vector中存放了new出来的裸指针,当vector被销毁或清空时,只会释放容器自身空间,不会自动delete这些指针指向的元素。
3、跨模块内存管理:
- 在一个动态库中(dll、so)new内存,却在另一个模块中delete,(在so库文件中申请内存,却在调用exe文件中对该对象内存进行释放),如果两个模块链接了不同的运行时库,堆管理结构不一致,导致泄漏或崩溃。
4、线程局部存储未清理:
- 线程结束时,未清理线程局部存储中的堆指针,导致泄漏。
四、内存泄漏监测工具
1、valgrind:
- 原理是通过跟踪每次内存读写和释放,可以定位到内存泄漏的代码行号,缺点是会让程序运行速度变慢10-50倍。
2、Asan:
- 通过影子内存(哨兵内存)的技术实时监测,速度快,能够精准捕获堆溢出,栈溢出和内存泄漏。
3、window平台:
- CRT调试钩子
4、内存钩子(Hook)重载operate new
- 也就是插桩技术,重载全局operate new和operate delete,实时打印未释放的存活对象。
五、shared_ptr 循环引用导致的逻辑泄漏
- 如果两个对象互相持有shared_ptr,引用计数永远降不到0,析构函数永远不会调用。
六、预防内存泄漏的工程实战
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杜绝裸new、delete
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强制使用RAII:使用unique_ptr,shared_ptr, 让堆内存的生命周期绑定到栈对象上。,利用栈的自动析构特性,从根源上消除忘记释放和异常跳过释放的问题。
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当需要自定义内存池时,才允许使用 placement new和显示析构。