Принцип Работы Детекторов Утечки Памяти

Question

Принцип Работы Детекторов Утечки Памяти

Как на самом деле работают детекторы утечки памяти? Каковы основные понятия в целом? Можно взять C++ в качестве языка, чтобы объяснить это.

3 51

javascript c++ memory-leaks

3 ответа:

здесь опубликована техническая статья о том, как работает наш инструмент CheckPointer.

в основном он отслеживает время жизни всех значений (куча и стек), а также их размеры в соответствии с их типами, определенными языком. Это позволяет CheckPointer находить не только утечки, но и доступы вне массива, даже для массивов в стеке, которые valgrind не будет делать.

в частности, он анализирует исходный код, чтобы найти все указатель использует. (Это довольно сложная задача просто сам по себе).

он отслеживает метаданные указателя для каждого указателя, состоящего из

ссылка на метаданные объекта для выделенного кучей объекта или глобальной или локальной переменной orfunction, на которую указывает указатель и

диапазон адресов (sub) объекта объекта, к которому в данный момент может обращаться указатель. Это может быть меньше, чем диапазон адресов весь объект; например, если вы берете адрес члена структуры, то инструментированный исходный код будет разрешать доступ к этому элементу только при использовании результирующего указателя.

Он также отслеживает вид и расположение каждого объекта, т. е. является ли это функция, глобальная, локальная или локальная переменная потока, выделенная куча памяти или константа строкового литерала:

диапазон адресов объекта, к которому можно безопасно получить доступ, и

для каждого указателя, хранящегося в куче объект или переменная, ссылка на метаданные указателя для этого указателя.

все это отслеживание выполняется путем преобразования исходного источника программы в программу, которая делает то, что делает исходная программа, и чередует различные процедуры проверки или обновления метаданных. Полученная программа компилируется и запускается. Если проверка метаданных завершается неудачно во время выполнения, обратная трассировка предоставляется с отчетом о типе сбоя (недопустимый указатель, указатель вне допустимых границ,...)

19

Это помечено C и C++, и никакая операционная система не упоминается. Этот ответ для Windows.

C

Windows имеет понятие виртуальной памяти. Любая память, которую может получить процесс, является виртуальной памятью. Это делается через VirtualAlloc () [MSDN]. Вы можете представить себе детектор утечки, чтобы поставить точку останова на этой функции, и всякий раз, когда он вызывается, он получает стек вызовов и сохраняет его где-то. Тогда он может сделать подобное для VirtualFree () [MSDN].

разница может быть идентифицирована и показана вместе с сохраненными стеками вызовов.

C++

C++ имеет другую концепцию: он берет большие блоки 64kb, которые он получает от VirtualAlloc() и разбивает его на более мелкие части, называемые кучей. Менеджер кучи C++ поставляется от Microsoft и предлагает новые методы HeapAlloc () [MSDN] и HeapFree () [MSDN].

тогда, вы могли бы сделать то же, что и раньше, но на самом деле, эта функция уже встроенная. Microsoft GFlags [MSDN] инструмент может включить отслеживание:

в этом случае он сохранит до 50 Мб информации о стеке вызовов для вызовов диспетчера кучи C++.

поскольку эти настройки также могут быть включены через реестр Windows, детектор утечки памяти может легко использовать его.

общее понятие

Как вы можете видеть, общая концепция заключается в отслеживании распределения и освобождения, сравнить их и показать стеки вызовов разницы.

8

b4hand · Accepted Answer · 2015-02-11 18:36:15

есть несколько различных способов работы детекторов утечки. Вы можете заменить реализацию malloc и free с теми, которые могут отслеживать дополнительную информацию во время распределения и не связаны с производительностью. Это похоже на то, как dmalloc строительство. В общем, любой адрес, который mallocЭД, но не free'D это слил.

основная реализация на самом деле довольно проста. Вы просто поддерживаете таблицу поиска каждого распределения и его номер строки и удалите запись, когда она будет освобождена. Затем, когда программа будет выполнена, вы можете перечислить всю утечку памяти. Трудная часть-это определение того, когда и где распределение должно было быть освобождено. Это даже сложнее, когда есть несколько указателей на один и тот же адрес.

на практике вам, вероятно, понадобится больше, чем просто номер одной строки, а скорее трассировка стека для потерянных распределений.

другой подход заключается в том, как отчет произведения, которые реализует виртуальную машину для отслеживания адресов и ссылок на память и связанного с бухгалтерией. Подход valgrind намного дороже, но и гораздо более эффективен, поскольку он также может рассказать вам о других типах ошибок памяти, таких как чтение или запись за пределами границ.

Valgrind по существу измеряет основные инструкции и может отслеживать, когда данный адрес памяти не имеет больше ссылок. Он может сделать это, отслеживая назначения адресов, и поэтому он может скажу вам не просто, что часть памяти была утеряна, но точно , когда он заблудился.

C++ делает вещи немного сложнее для обоих типов детекторов утечки, потому что он добавляет new и delete операторы. Технически new может быть совершенно другой источник памяти, чем malloc. Однако на практике многие реальные реализации C++ просто используют malloc для реализации new или есть возможность использовать malloc вместо альтернативного подход.

также языки более высокого уровня, такие как C++, как правило, имеют альтернативные способы выделения памяти более высокого уровня, такие как std::vector или std::list. Основной детектор утечки сообщал бы о потенциально многих распределениях, сделанных режимами более высокого уровня отдельно. Это гораздо менее полезно, чем сказать, что весь контейнер был потерян.