内存走漏还可以如许查

程序员 2024-9-14 10:17:53 37 0 来自 中国
一  前言

对于C或C++步调员来说,面对的bug很大部分是内存利用题目,这此中比力令人头疼的就是内存走漏了,虽然我们有valgrind 和AScan等内存题目的检测工具,但是valgrind每次输出一大堆,AScan偶然候看输出结果看的是云里雾里的。再说,谁会嫌弃工具箱内里多个工具那。
二 内存走漏的一样平常查抄

2.1 根本预备

内存走漏题目的查抄步调,对于做过c或c++同砚都比力熟悉:

  • 起首通过top或vmstat 、或smem(本次介绍)等工具检察内存环境,看看是否出现了内存走漏。
  • 其次用pidstat 或top指定历程的方式,观察可以历程内存占用环境。
  • 用memleak或gdb工具检察内存走漏。
先上测试代码:
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <unistd.h>#define MALLOC_SIZE 256000int *fibo(int *n0, int *n1){    int *v = (int *) malloc(MALLOC_SIZE*sizeof(int));    memset(v, 0, MALLOC_SIZE*sizeof(int));    *v = *n0 + *n1;    return v;}void do_test(){    int n0 = 0;    int n1 = 1;    int *v = NULL;    int n = 2;    for (n = 2; n > 0; n++)     {        v = fibo(&n0, &n1);        n0 = n1;        n1 = *v;        printf("%dth => %lld\n", n, *v);          //free(v)                 sleep(1);            }}int main(void){     printf("pid=%d\n", getpid());     do_test();     return 0;}步调比力简单,编译运行起来:
gcc memtest.c ; ./a.out2.2 smem工具

这次用下新工具smem,这是一个python写的小工具,可以统计体系中全部历程占用的物理内存RSS、以及去掉共享内存的PSS、以及步调本身的独占内存USS的环境。
安装:
# centos 下yum install epel-releaseyum install smem python-matplotlib python-tk# ubuntu 下apt-get install smem常用下令:
-k 带单位表现内存
root@ubuntu-lab:/home/miao# smem -k  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS  1009 root     /usr/sbin/cron -f -P               0   304.0K   399.0K     2.9M  1137 root     nginx: master process /usr/        0   196.0K   435.0K     2.1M   931 root     /usr/sbin/irqbalance --fore        0   492.0K   655.0K     4.0M ....
-u -k 带单位表现每个用户的内存占用:
root@ubuntu-lab:/home/miao# smem -u -kUser     Count     Swap      USS      PSS      RSS systemd-timesync     1        0   764.0K     1.1M     6.7M messagebus     1        0   924.0K     1.2M     4.9M systemd-network     1        0     1.7M     2.1M     7.4M syslog       1        0     3.0M     3.1M     6.2M www-data     4        0     2.0M     4.2M    22.4M systemd-resolve     1        0     4.8M     5.8M    12.7M miao         8        0    11.0M    16.9M    49.1M postgres     7        0     9.2M    22.0M    74.5M mysql        1        0    74.0M    74.7M    80.7M root        30        0   260.7M   284.1M   429.5M
-w -k 表现体系团体内存环境雷同free
root@ubuntu-lab:/home/miao# smem -w -kArea                           Used      Cache   Noncache firmware/hardware                 0          0          0 kernel image                      0          0          0 kernel dynamic memory          1.5G       1.3G     268.5M userspace memory             414.0M     191.5M     222.5M free memory                    2.8G       2.8G          0
-k -s uss -r 按照uss的占用从大到小排序的方式展示内存的占用环境 非常实用
root@ubuntu-lab:/home/miao# smem  -k -s uss -r  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS  1298 root     /usr/bin/dockerd -H                  0    74.3M    74.5M    77.9M  1068 mysql    /usr/sbin/mariadbd                 0    74.0M    74.8M    80.7M   939 root     /usr/lib/snapd/snapd               0    44.9M    45.0M    46.7M ....好了根本下令介绍完毕,那我们来看看怎样检察内存是否走漏吧,由于内存走漏的步调占用的内存是不停再增长的(这不是废话嘛),如许我们就可以用上面的排序下令只观察上面几个历程了。
watch smem  -k -s uss -r小本事,watch加在下令前面,5s实行一次下令,会高亮表现改变的部分。

2.3 memleak查抄

在ubuntu下安装memleak竟然很难安装,我用的是最新的服务器版本,反面在centos下安装后测试的:
[root@xxx]# python2 /usr/share/bcc/tools/memleak -p 160399Attaching to pid 160399, Ctrl+C to quit.[17:27:25] Top 10 stacks with outstanding allocations:        5120000 bytes in 5 allocations from stack                fibo+0x1a [a.out]                do_test+0x41 [a.out]                main+0x24 [a.out]                __libc_start_main+0xf5 [libc-2.17.so][17:27:30] Top 10 stacks with outstanding allocations:        10240000 bytes in 10 allocations from stack                fibo+0x1a [a.out]                do_test+0x41 [a.out]                main+0x24 [a.out]                __libc_start_main+0xf5 [libc-2.17.so][17:27:35] Top 10 stacks with outstanding allocations:        15360000 bytes in 15 allocations from stack                fibo+0x1a [a.out]                do_test+0x41 [a.out]                main+0x24 [a.out]                __libc_start_main+0xf5 [libc-2.17.so][17:27:40] Top 10 stacks with outstanding allocations:        19456000 bytes in 19 allocations from stackfibo 函数出现内存走漏,把走漏的字节数都打印了出来,我们改了下代码把free的解释去掉,再用memleak检察等了一会照旧没有走漏信息,分析已经修复了,如下:
[root@xxx]# python2 /usr/share/bcc/tools/memleak -p 165349Attaching to pid 165349, Ctrl+C to quit.[17:35:21] Top 10 stacks with outstanding allocations:[17:35:26] Top 10 stacks with outstanding allocations:[17:35:31] Top 10 stacks with outstanding allocations:[17:35:36] Top 10 stacks with outstanding allocations:三 gdb 检察内存走漏

大概你对memleak已经很熟悉了,那来看看gdb检察函数的内存走漏方法吧,这个方法只是检察具体的一个函数是否存在内存走漏,肯定的场景下照旧蛮实用的。
把代码中的for (n = 2; n > 0; n++) 改成for (n = 2; n > 0&& n <10; n++)
(gdb) b mainBreakpoint 1 at 0x400739: file memleaktest.c, line 34.(gdb) rStarting program: /home/miaohq/testcode/./a.out Breakpoint 1, main () at memleaktest.c:3434               printf("pid=%d\n", getpid());Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-325.el7_9.x86_64(gdb) call malloc_stats()Arena 0:system bytes     =          0in use bytes     =          0Total (incl. mmap):system bytes     =          0in use bytes     =          0max mmap regions =          0max mmap bytes   =          0$1 = -136490560(gdb) npid=18197735                    do_test();(gdb) call malloc_stats()Arena 0:system bytes     =          0in use bytes     =          0Total (incl. mmap):system bytes     =          0in use bytes     =          0max mmap regions =          0max mmap bytes   =          0$2 = -136490560(gdb) n2th => 13th => 24th => 35th => 56th => 87th => 138th => 219th => 3436                         return 0;(gdb) call malloc_stats()Arena 0:system bytes     =          0in use bytes     =          0Total (incl. mmap):system bytes     =    8224768in use bytes     =    8224768max mmap regions =          8max mmap bytes   =    8224768$3 = -136490560(gdb) p 256000*4*8$4 = 8192000(gdb) Total (incl. mmap):即本步调占用的总内存,看到显着的增长部分即为未开释的内存,步调使用的内存增长:8224768 稍大于256000*4*8 分配的内存,内存分配须要存储链表另有一些对齐缘故起因以是会多分配些。
free之后的场景:
(gdb) call malloc_stats()Arena 0:system bytes     =          0in use bytes     =          0Total (incl. mmap):system bytes     =          0in use bytes     =          0max mmap regions =          0max mmap bytes   =          0$1 = -136490560(gdb) npid=18340635                    do_test();(gdb) n2th => 13th => 24th => 35th => 56th => 87th => 138th => 219th => 3436                         return 0;(gdb) call malloc_stats()Arena 0:system bytes     =    1159168in use bytes     =          0Total (incl. mmap):system bytes     =    1159168in use bytes     =          0max mmap regions =          1max mmap bytes   =    1028096$2 = -136490560(gdb) in use bytes 为0了。
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