Wie finde ich Speicherlecks in C++ mit Valgrind oder AddressSanitizer?

Um Speicherlecks in C++ zu finden, können Sie Valgrind und AddressSanitizer nutzen. Valgrind erkennt Lecks dynamisch und zeigt Adresse, Größe und Aufrufstapel an. AddressSanitizer ist ein Clang-Compiler-Plugin, das Speicherfehler und -lecks erkennt. Um die ASan-Leckprüfung zu aktivieren, verwenden Sie beim Kompilieren die Option --leak-check=full, die Lecks meldet, nachdem das Programm ausgeführt wurde.

So finden Sie Speicherlecks in C++ mit Valgrind oder AddressSanitizer

Einführung
Speicherlecks sind ein häufiges Problem in Sprachen wie C++. Um diese Lecks zu erkennen und zu beheben, können Tools wie Valgrind und AddressSanitizer verwendet werden.

Speicherlecks finden mit Valgrind
Valgrind ist ein dynamisches Speicher-Debugging-Tool, das Speicherlecks erkennen kann. So verwenden Sie Valgrind:

valgrind ./my_program

Valgrind führt das Programm aus und meldet alle erkannten Speicherlecks. Die Ausgabe zeigt die durchgesickerte Adresse, Größe und Aufrufliste.

Beispiel
Das folgende C++-Codebeispiel zeigt, wie Valgrind einen Speicherverlust erkennt:

int* ptr = new int[10];
// ...
// 忘记释放 ptr

Das Ausführen dieses Codes und die Verwendung von Valgrind erzeugt die folgende Ausgabe:

==8445== LeakSanitizer: detected memory leaks
==8445== Direct leak of 40 bytes in 1 object(s) allocated from:
    #0 0x49f2c0 in default_new_allocator_000000157013e0000000 ::operator() () (_libunwind.dylib:0x103d8e000)
    #1 0x41626f in create_array () in /tmp/a.out:10
    #2 0x415b2d in main () in /tmp/a.out:15

SUMMARY:
==8445== LEAK SUMMARY:
==8445==    definitely lost: 40 bytes in 1 object(s)

Die Ausgabe zeigt, dass 40 Bytes verloren gegangen sind und sich an der Adresse 0x49f2c0 verteilen .

Speicherlecks finden mit AddressSanitizer
AddressSanitizer (ASan) ist ein Clang-Compiler-Plugin, das Speicherfehler, einschließlich Speicherlecks, erkennen kann. So verwenden Sie ASan:

clang++ -fsanitize=address ...

ASan erkennt Speicherzugriffsfehler und generiert einen Absturzbericht, wenn ein Fehler auftritt. Um nach Speicherlecks zu suchen, führen Sie das Programm zweimal aus:

./my_program # 第一次运行
./my_program --leak-check=full # 第二次运行，启用泄漏检查

Beim zweiten Lauf werden alle erkannten Speicherlecks gemeldet.

Beispiel
Das folgende C++-Codebeispiel zeigt, wie AddressSanitizer Speicherlecks erkennt:

int* ptr = new int[10];
// ...
// 忘记释放 ptr

Das Kompilieren und Ausführen dieses Codes mit aktiviertem ASan erzeugt die folgende Ausgabe:

==28847== ERROR: AddressSanitizer: detected memory leaks
    SUMMARY:
    ==28847== LeakSanitizer: 40 byte(s) leaked in 1 allocation(s).
    ==28847==
    0x7fdd1b000010  40 bytes in 1 block
      ==28847== LeakSanitizer:
      ==28847==  Direct leak of 40 bytes in 1 object(s) allocated from:
      ==28847==    #0 0x7fdd17a346c0 in __sanitizer::Allocator<std::__detail::__shared_count>::allocate(unsigned long) (_sanitizer.h:1195)
      ==28847==    #1 0x7fdd184d0f90 in void* std::__detail::__shared_count<unsigned int>::allocate() (_shared_count.h:128)
      ==28847==    #2 0x7fdd182de485 in void* std::__shared_ptr<int>::__clone() (_shared_ptr.h:256)
      ==28847==    #3 0x48b935 in create_array() (/tmp/a.out:10)
      ==28847==    #4 0x48b884 in main (/tmp/a.out:15)

Die Ausgabe zeigt, dass 40 Bytes verloren gegangen sind, und an der Adresse Zugewiesen bei 0x7fdd1b000010.

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