C/C++编程笔记:C语言内存泄露很严重,如何应对?

1. 前言最近部门不同产品接连出现内存泄漏导致的网上问题 , 具体表现为单板在现网运行数月以后 , 因为内存耗尽而导致单板复位现象 。
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一方面 , 内存泄漏问题属于低级错误 , 此类问题遗漏到现网 , 影响很坏;另一方面 , 由于内存泄漏问题很可能导致单板运行固定时间以后就复位 , 只能通过批量升级才能解决 , 实际影响也很恶劣 。 同时 , 接连出现此类问题 , 尤其是其中一例问题还是我们老员工修改引入 , 说明我们不少员工对内存泄漏问题认识还是不够深刻的 。
本文通过介绍内存泄漏问题原理及检视方法 , 希望后续能够从编码检视环节就杜绝此类问题发生 。
说明:预防内存泄漏问题有多种方法 , 如加强代码检视、工具检测和内存测试等 , 本文聚集于开发人员能力提升方面 。
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2. 内存泄漏问题原理2.1堆内存在C代码中的存储方式
内存泄漏问题只有在使用堆内存的时候才会出现 , 栈内存不存在内存泄漏问题 , 因为栈内存会自动分配和释放 。 C代码中堆内存的申请函数是malloc , 常见的内存申请代码如下:
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由于malloc函数返回的实际上是一个内存地址 , 所以保存堆内存的变量一定是一个指针(除非代码编写极其不规范) 。 再重复一遍 , 保存堆内存的变量一定是一个指针 , 这对本文主旨的理解很重要 。 当然 , 这个指针可以是单指针 , 也可以是多重指针 。
malloc函数有很多变种或封装 , 如g_malloc、g_malloc0、VOS_Malloc等 , 这些函数最终都会调用malloc函数 。
2.2堆内存的获取方法
看到本小节标题 , 可能有些同学有疑惑 , 上一小节中的malloc函数 , 不就是堆内存的获取方法吗?的确是 , 通过malloc函数申请是最直接的获取方法 , 如果只知道这种堆内存获取方法 , 就容易掉到坑里了 。 一般的来讲 , 堆内存有如下两种获取方法:
方法一:将函数返回值直接赋给指针 , 一般表现形式如下:
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该类涉及到内存申请的函数 , 返回值一般都指针类型 , 例如:
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方法二:将指针地址作为函数返回参数 , 通过返回参数保存堆内存地址 , 一般表现形式如下:
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该类涉及到内存申请的函数 , 一般都有一个入参是双重指针 , 例如:
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前面说通过malloc申请内存 , 就属于方法一的一个具体表现形式 。 其实这两类方法的本质是一样的 , 都是函数内部间接申请了内存 , 只是传递内存的方法不一样 , 方法一通过返回值传递内存指针 , 方法二通过参数传递内存指针 。
2.3内存泄漏三要素
最常见的内存泄漏问题 , 包含以下三个要素:
**要素一:**函数内有局部指针变量定义;
**要素二:**对该局部指针有通过上一小节中“两种堆内存获取方法”之一获取内存;
**要素三:**在函数返回前(含正常分支和异常分支)未释放该内存 , 也未保存到其它全局变量或返回给上一级函数 。
2.4内存释放误区
稍微使用过C语言编写代码的人 , 都应该知道堆内存申请之后是需要释放的 。 但为何还这么容易出现内存泄漏问题呢?一方面 , 是开发人员经验不足、意识不到位或一时疏忽导致;另一方面 , 是内存释放误区导致 。 很多开发人员 , 认为要释放的内存应该局限于以下两种:
1)直接使用内存申请函数申请出来的内存 , 如malloc、g_malloc等;
2)该开发人员熟悉的接口中 , 存在内存申请的情况 , 如iBMC的兄弟 , 都应该知道调用如下接口需要释放list指向的内存:
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按照以上思维编写代码 , 一旦遇到不熟悉的接口中需要释放内存的问题 , 就完全没有释放内存的意识 , 内存泄漏问题就自然产生了 。
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3. 内存泄漏问题检视方法检视内存泄漏问题 , 关键还是要养成良好的编码检视习惯 。 与内存泄漏三要素对应 , 需