Posted on 2006-11-22 14:13
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支持技术
一、C++
一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的（内存块的大小可以在程序运行期决定），使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。看如下一段Ccode:
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
}
执行Test后，能够输出hello ;但是确实是内存泄露了，该free一下，另外我想C++中free is better than delete!
以下这段小程序演示了堆内存发生泄漏的情形：
void MyFunction(int nSize)
{
char* p= new char[nSize];
if( !GetStringFrom( p, nSize ) ){
MessageBox(“Error”);
return;
}
…//using the string pointed by p;
delete p;
}
广义的说，内存泄漏不仅仅包含堆内存的泄漏，还包含系统资源的泄漏(resource leak)，比如核心态HANDLE，GDI Object，SOCKET， Interface等，从根本上说这些由操作系统分配的对象也消耗内存，如果这些对象发生泄漏最终也会导致内存的泄漏。而且，某些对象消耗的是核心态内存，这些对象严重泄漏时会导致整个操作系统不稳定。所以相比之下，系统资源的泄漏比堆内存的泄漏更为严重。
GDI Object的泄漏是一种常见的资源泄漏：
void CMyView::OnPaint( CDC* pDC )
{
CBitmap bmp;
CBitmap* pOldBmp;
bmp.LoadBitmap(IDB_MYBMP);
pOldBmp = pDC->SelectObject( &bmp );
…
if( Something() ){
return;
}
pDC->SelectObject( pOldBmp );
return;
}
当函数Something()返回非零的时候，程序在退出前没有把pOldBmp选回pDC中，这会导致pOldBmp指向的HBITMAP对象发生泄漏。这个程序如果长时间的运行，可能会导致整个系统花屏。这种问题在Win9x下比较容易暴露出来，因为Win9x的GDI堆比Win2k或NT的要小很多。
有一个很简单的办法来检查一个程序是否有内存泄漏.就是是用Windows的任务管理器(Task Manager). 运行程序,然后在任务管理器里面查看 “内存使用”和”虚拟内存大小”两项,当程序请求了它所需要的内存之后,如果虚拟内存还是持续的增长的话,就说明了这个程序有内存泄漏问题. 当然如果内存泄漏的数目非常的小,用这种方法可能要过很长时间才能看的出来.
已经有许多技术被研究出来以应对这个问题，比如Smart Pointer，Garbage Collection等。Smart Pointer技术比较成熟，STL中已经包含支持Smart Pointer的class，但是它的使用似乎并不广泛，而且它也不能解决所有的问题；Garbage Collection技术在Java中已经比较成熟，但是在c/c++领域的发展并不顺畅，虽然很早就有人思考在C++中也加入GC的支持。现实世界就是这样的，作为一个c/c++程序员，内存泄漏是你心中永远的痛。
以发生的方式来分类，内存泄漏可以分为4类：
1.常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。比如例二，如果Something()函数一直返回True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象总是发生泄漏。
2.偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。比如例二，如果Something()函数只有在特定环境下才返回True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象并不总是发生泄漏。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
3.一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，但是因为这个类是一个Singleton，所以内存泄漏只会发生一次。另一个例子：
char* g_lpszFileName = NULL;
void SetFileName( const char* lpcszFileName )
{
if( g_lpszFileName ){
free( g_lpszFileName );
}
g_lpszFileName = strdup( lpcszFileName );
} 如果程序在结束的时候没有释放g_lpszFileName指向的字符串，那么，即使多次调用SetFileName()，总会有一块内存，而且仅有一块内存发生泄漏。
4.隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。举一个例子：
class Connection
{
public:
Connection( SOCKET s);
~Connection();
…
private:
SOCKET _socket;
…
};
class ConnectionManager
{
public:
ConnectionManager(){
}
~ConnectionManager(){
list<Connection>::iterator it;
for( it = _connlist.begin(); it != _connlist.end(); ++it ){
delete （*it）;
}
_connlist.clear();
}
void OnClientConnected( SOCKET s ){
Connection* p = new Connection(s);
_connlist.push_back(p);
}
void OnClientDisconnected( Connection* pconn ){
_connlist.remove( pconn );
delete pconn;
}
private:
list<Connection*> _connlist;
};
假设在Client从Server端断开后，Server并没有呼叫OnClientDisconnected()函数，那么代表那次连接的Connection对象就不会被及时的删除（在Server程序退出的时候，所有Connection对象会在ConnectionManager的析构函数里被删除）。当不断的有连接建立、断开时隐式内存泄漏就发生了。
二、JAVA中的内存泄露
JAVA有GC自动回收内存，内存泄露是指系统中存在无法回收的内存，有时候会造成内存不足或系统崩溃。在C/C++中分配了内存不释放的情况就是内存泄露。虽然Java存在内存泄露，但是基本上不用很关心它，特别是那些对代码本身就不讲究的就更不要去关心这个了。 Java中的内存泄露当然是指：存在无用但是垃圾回收器无法回收的对象。而且即使有内存泄露问题存在，也不一定会表现出来。看下面的例子：
public class Stack {
private Object[] elements=new Object[10];
private int size = 0;
public void push(Object e){
ensureCapacity();
elements[size++] = e;
}
public Object pop(){
if( size == 0)
throw new EmptyStackException();
return elements[--size];
}
private void ensureCapacity(){
if(elements.length == size){
Object[] oldElements = elements;
elements = new Object[2 * elements.length+1];
System.arraycopy(oldElements,0, elements, 0, size);
}
}
}
假如堆栈加了10个元素，然后全部弹出来，虽然堆栈是空的，没有我们要的东西，但是这是个对象是无法回收的，这个才符合了内存泄露的两个条件：无用，无法回收。再看这个例子：
public class Bad{
public static Stack s=Stack();
static{
s.push(new Object());
s.pop(); //这里有一个对象发生内存泄露
s.push(new Object()); //上面的对象可以被回收了，等于是自愈了
}
} 因为是static，就一直存在到程序退出，但是我们也可以看到它有自愈功能，就是说如果你的Stack最多有100个对象，那么最多也就只有100个对象无法被回收其实这个应该很容易理解，Stack内部持有100个引用，最坏的情况就是他们都是无用的，因为我们一旦放新的进取，以前的引用自然消失！for example:
public class NotTooBad{
public void doSomething(){
Stack s=new Stack();
s.push(new Object());
//other code
s.pop();//这里同样导致对象无法回收,内存泄露.
}//退出方法,s自动无效,s可以被回收,Stack内部的引用自然没了,所以
//这里也可以自愈,而且可以说这个方法不存在内存泄露问题,不过是晚一点
//交给GC而已,因为它是封闭的,对外不开放,可以说上面的代码99.9999%的
//情况是不会造成任何影响的,当然你写这样的代码不会有什么坏的影响,但是
//绝对可以说是垃圾代码!没有矛盾吧,我在里面加一个空的for循环也不会有
//什么太大的影响吧,你会这么做吗?
} 上面两个例子都不过是小打小闹,但是C/C++中的内存泄露就不是Bad了,而是Worst了。他们如果一处没有回收就永远无法回收,频繁的调用这个方法内存不就用光了!因为Java还有自愈功能(我自己起的名字,还没申请专利),所以Java的内存泄露问题几乎可以忽略了,但是知道的人就不要犯了。
不知者无罪!Java存在内存泄露,但是也不要夸大其辞。如果你对Java都不是很熟,你根本就不用关心这个,我说过你无意中写出内存泄露的例子就像你中一千万一样概率小,开玩笑了,其实应该是小的多的多!
在某些时候,因为代码上写的有问题,会导致某些内存想回收都收不回来,比如下面的代码
Temp1 = new BYTE[100];
Temp2 = new BYTE[100];
Temp2 = Temp1; 这样,Temp2的内存地址就丢掉了,而且永远都找不回了,这个时候Temp2的内存空间想回收都没有办法.