代碼測試以內存泄露

http://blog.csdn.net/feixiaoxing/article/details/6746335

 

在 咱們我的編程的過程中，內存泄露雖然不會像內存溢出那樣形成各類莫名奇妙的問題，可是它的危害也是不可忽視的。一方面，內存的泄露致使咱們的軟件在運行 過程當中佔用了愈來愈多的內存，佔有資源而又得不到及時清理，這會致使咱們程序的效率愈來愈低；另外一方面，它會影響咱們用戶的體驗，失去市場的競爭能力。

    常見的內存泄露是這樣的：

 

void process(int size)
{
    char* pData = (char*)malloc(size);

    /* other code  */

    return; /* forget to free pData */
}

    如上圖所示，咱們在函數process的處理過程當中，每一次都須要對內存進行申請，可是在函數結束的時候卻沒有進行釋放。若是這樣的一段代碼出如今業務 側，那麼後果是不可思議的。舉個例子來講，若是咱們服務器每秒鐘須要接受100個用戶的併發訪問，每一個用戶過來的數據，咱們都須要本地申請內存從新保存一 份。處理結束以後，若是內存沒有獲得很好地釋放，就會致使咱們服務器可用的物理內存愈來愈少。一旦達到某一個臨界點以後，操做系統不得不經過內外存的調度 來知足咱們申請新內存的需求，這在另外一方面來說又會下降服務器服務的質量。

    內存泄露的危害是不言而喻的，可是查找內存泄露倒是一件苦難並且複雜的工做。咱們都知道，解決bug是一件很是簡單的事情，可是尋找bug的出處倒是一 件很是吃力的事情。所以，咱們有必要在本身編寫代碼的時候，就把查找內存泄露的工做放在很重要的位置上面。那麼有沒有什麼辦法來解決這一問題呢？

    我想要作到解決內存泄露，必須作到下面兩個方面：

    （1）必須記錄內存在哪一個函數申請的，具體文件的行數是多少

    （2）內存應該何時被釋放

   要完成第1個條件其實並不困難。咱們能夠用節點的方法記錄咱們申請的內存：

    a）設置節點的數據結構

 

typedef struct _MEMORY_NODE
{
    char functionName[64];
    int line;
    void* pAddress;
    struct _MEMORY_NODE* next;

}MEMORY_NODE;

    其中 functionName記錄函數名稱，line記錄行數， pAddress記錄分配的地址， next記錄下一個內存節點。

    

    b）修改內存的分配函數

    對業務側的malloc進行函數修改，添加下面一句宏語句

    #define malloc(param)  MemoryMalloc(__FUNCTION__, __LINE__, param)

    在樁函數側書寫下面的代碼

 

void* MemoryMalloc(const char* name, int line, int size)
{
    void* pData = (void*)malloc(size);
    MEMORY_NODE* pMemNode = NULL;
    if(NULL == pData) return NULL;
    memset((char*)pData, 0, size);

    pMemNode = (MEMORY_NODE*)malloc(sizeof(MEMORY_NODE));
    if(NULL == pMemNode){
        free(pData);
        return NULL;
    }
    memset((char*)pMemNode, 0, sizeof(MEMORY_NODE));
    memmove(pMemNode->functionName, name, strlen(name));
    pMemNode->line = line;
    pMemNode->pAddress = pData;
    pMemNode->next = NULL;
    add_memory_node(pMemNode);

    return pData;
}

    內存的分配過程當中還涉及到了節點的添加，因此咱們還須要添加下面的代碼

 

static MEMORY_NODE* gMemNode = NULL;

void add_memory_node(MEMORY_NODE* pMemNode)
{
    MEMORY_NODE* pNode = gMemNode;
    if(NULL == pMemNode) return;
    if(NULL == gMemNode){
        gMemNode = pMemNode;
        return;
    }

    while(NULL != pNode->next){
        pNode = pNode->next;
    }
    pNode->next = pMemNode;
    return;
}

    文中gMemNode表示全部內存節點的根節點，咱們每增長一次malloc過程就會對內存節點進行記錄。在記錄過程當中，咱們還會記錄調用malloc的函數名稱和具體文件行數，這主要是爲了方便咱們在後面進行故障定位的時候更好地查找。

   完成了第一個條件以後，咱們就要對第二個條件進行完成。

   a）內存何時釋放，這取決於咱們在函數中是怎麼實現的，可是咱們在編寫測試用例的時候倒是應該知道內存釋放沒有，好比說若是測試用例所有結束了，咱們有理由相信assert(gMemNode == NULL)這應該是恆等於真的。

    b）內存釋放的時候，咱們應該作些什麼？和節點的添加同樣，咱們在內存釋放的時候須要free指定的內存，free節點，free節點的內存，下面就是在釋放的時候咱們須要進行的操做

 

    對業務側的free函數進行修改，添加下面一句宏代碼，

    #define free(param)      MemoryFree(param)

 

    在樁函數側輸入下面的代碼：

 

void MemoryFree(void* pAddress)
{
    if(NULL == pAddress) return;
    delete_memory_node(pAddress);
    free(pAddress);
}

    在刪除內存的時候，須要刪除節點，刪除節點的內存

 

void delete_memory_node(void* pAddress)
{
    MEMORY_NODE* pHead = gMemNode;
    MEMORY_NODE* pMemNode = gMemNode;
    while(NULL != pMemNode){
        if(pAddress == pMemNode->pAddress)
            break;
        pMemNode = pMemNode->next;
    }
    if(NULL == pMemNode) {
        assert(1 == 0);
        return;
    }

    while(pMemNode != pHead->next){
        pHead = pHead->next;
    }

    if(pMemNode == gMemNode){
        gMemNode = gMemNode->next;
    }else{
        pHead->next = pMemNode->next;
    }
    free(pMemNode);
    return;
}

    有了上面一小段代碼的幫助，咱們在編寫測試用例的時候，就能夠在函數執行後，經過判斷內存節點是否爲空的方法判斷內存是否已經釋放。若是內存沒有釋放，咱們還能經過節點的信息幫助咱們是哪裏發生了錯誤，可是這個方法還有兩個缺點：

    （1）沒有考慮緩存的狀況，好多內存分配了以後並不會在函數中立刻釋放，而是放在緩存池中等待下一次調用，這就須要咱們準確把握和判斷了。

    （2）代碼中節點刪除和添加的時候沒有考慮多進程的情形，應該考慮用一個互斥鎖或者是信號量加以保護。