Linux下使用valgrind工具对C++编程检测内存泄露

前言

之前在这篇文章中已经讲过了对Windows平台下内存泄露问题的检测。今天这篇文章里面将主要对Linux下C++编程造成的内存泄露进行检查，使用到的工具是valgrind，当然在Linux下还有一些其它的工具可以作为内存泄露检测，这就挑选了一个强大且符合问题查找习惯的工具。

1. 安装valgrind

对于没有安装valgrind的用户可以使用sudo命令直接进行安装

sudo apt-get install valgrind

安装完成之后查看安装的valgrind工具版本

2. valgrind工具介绍

Valgrind工具包包含多个工具，如Memcheck、Cachegrind、Helgrind, Callgrind和Massif，接下来就将对这些工具进行介绍

2.1 Memcheck

最常用的工具，用来检测程序中出现的内存问题，所有对内存的读写都会被检测到，一切对malloc()/free()/new/delete的调用都会被捕获。所以，Memcheck 工具主要检查下面的程序错误

2.2 Callgrind

和gprof类似的分析工具，但它对程序的运行观察更是入微，能给我们提供更多的信息。和gprof不同，它不需要在编译源代码时附加特殊选项，但加上调试选项是推荐的。Callgrind收集程序运行时的一些数据，建立函数调用关系图，还可以有选择地进行cache模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。

2.3 Cachegrind

Cache分析器，它模拟CPU中的一级缓存I1，Dl和二级缓存，能够精确地指出程序中cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。

2.4 Helgrind

它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为“Eraser”的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。不过，Helgrind仍然处于实验阶段。

2.5 Massif

堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。

此外，lackey和nulgrind也会提供。Lackey是小型工具，很少用到；Nulgrind只是为开发者展示如何创建一个工具

2.6 注意

（1）Valgrind不检查静态分配数组的使用情况

（2）Valgrind占用了更多的内存–可达两倍于你程序的正常使用量，如果你用Valgrind来检测使用大量内存的程序就会遇到问题，它可能会用很长的时间来运行测试

3. 测试

3.1 测试代码

/*************************************************************************
> File Name: mem_leak.cpp
> Author:
> Mail:
> Created Time: Tue 11 Jul 2017 08:55:16 PM CST
************************************************************************/
#include<iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
int* array = new int[1024];	//没由delete
array[1025] = 0;	//数组越界

return 0;
}

3.1 测试结果

测试命令

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./mem_leakleak

mem_leak是本次测试用例的执行文件，下面是对一些参数的解释

--leak-check=full  指的是完全检查内存泄漏

--show-reachable=yes 是显示内存泄漏的地点

--trace-children=yes 是跟入子进程

--log-file = log.txt 将调试信息输出到log.txt，不输出到屏幕