内存问题排查工具 --- valgrind
1 概述
在用C/C++编程的时候,经常会出现下面三种内存问题:
- 内存泄漏
- 悬挂指针
- 多次释放同一块内存
本系列文章简要介绍排查这三个问题的工具和方法,先看看Valgrind
2 Valgrind
Valgrind是一款可以监测内存使用情况、监测内存泄漏的工具。对于一些规模不是很大的应用程序,Valgrind是一把利器。
3 内存泄漏监测
3.1 示例代码
1: int main()
2: {
3: char *p = malloc(sizeof(char) * 10);
4: if (p == NULL) {
5: return 0;
6: }
7:
8: *p++ = 'a';
9: *p++ = 'b';
10:
11: printf("%s\n", *p);
12:
13: return 0;
14: }
3.2 编译它
1: gcc -g -o core1 core1.c
3.3 用Valgrind监测进程的内存泄漏
1: valgrind --leak-check=yes --show-reachable=yes ./core
Valgrind的输出为为:
1: ==25500== Memcheck, a memory error detector
2: ==25500== Copyright (C) 2002-2009, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
3: ==25500== Using Valgrind-3.5.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
4: ==25500== Command: ./core1
5: ==25500==
6: ==25500== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
7: ==25500== at 0x36A104546A: vfprintf (in /lib64/libc-2.12.so)
8: ==25500== by 0x36A104EAC9: printf (in /lib64/libc-2.12.so)
9: ==25500== by 0x40055D: main (core1.c:13)
10: ==25500==
11: (null)
12: ==25500==
13: ==25500== HEAP SUMMARY:
14: ==25500== in use at exit: 10 bytes in 1 blocks
15: ==25500== total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 10 bytes allocated
16: ==25500==
17: ==25500== 10 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
18: ==25500== at 0x4A0515D: malloc (vg_replace_malloc.c:195)
19: ==25500== by 0x400515: main (core1.c:5)
20: ==25500==
21: ==25500== LEAK SUMMARY:
22: ==25500== definitely lost: 10 bytes in 1 blocks
23: ==25500== indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
24: ==25500== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
25: ==25500== still reachable: 0 bytes in 0 blocks
26: ==25500== suppressed: 0 bytes in 0 blocks
27: ==25500==
28: ==25500== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
29: ==25500== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
30: ==25500== ERROR SUMMARY: 2 errors from 2 contexts (suppressed: 6 from 6)
可以看到,Valgrind提示在第五行分配的内存未被释放
4 悬挂指针
4.1 示例代码
1: struct elem {
2: int a;
3: double b;
4: };
5:
6: int main()
7: {
8: struct elem *e = malloc(sizeof(struct elem));
9: if (e == NULL) {
10: return 0;
11: }
12:
13: e->a = 10;
14: e->b = 10.10;
15:
16: double *xx = &e->b;
17:
18: printf("%f\n", *xx);
19:
20: free(e);
21:
22: printf("%f\n", *xx);
23:
24: return 0;
25: }
4.2 Valgrind运行结果
同样用-g编译后valgrind运行的结果:
1: [cobbliu@MacBook]$ valgrind --leak-check=yes --show-reachable=yes ./core2
2: ==26148== Memcheck, a memory error detector
3: ==26148== Copyright (C) 2002-2009, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
4: ==26148== Using Valgrind-3.5.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
5: ==26148== Command: ./core2
6: ==26148==
7: 10.100000
8: ==26148== Invalid read of size 8
9: ==26148== at 0x4005CA: main (core2.c:26)
10: ==26148== Address 0x502a048 is 8 bytes inside a block of size 16 free'd
11: ==26148== at 0x4A04D72: free (vg_replace_malloc.c:325)
12: ==26148== by 0x4005C5: main (core2.c:24)
13: ==26148==
14: 10.100000
15: ==26148==
16: ==26148== HEAP SUMMARY:
17: ==26148== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
18: ==26148== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 16 bytes allocated
19: ==26148==
20: ==26148== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
21: ==26148==
22: ==26148== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
23: ==26148== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 6 from 6)
可以看到在free(e)后,指针xx成为了悬挂指针,此后对xx的读,如果xx指向的内存还未被glibc回收,进程不会core掉。valgrind提示在26行做了对xx的 Invalid read.
5 多次释放同一个指针
5.1 示例代码
1: int main()
2: {
3: char *p = malloc(sizeof(char) * 10);
4: if (p == NULL) {
5: return 0;
6: }
7:
8: char *q = p;
9:
10: *p++ = 'a';
11: *p++ = 'b';
12:
13: printf("%s\n", *p);
14:
15: free(p);
16: free(q);
17: return 0;
18: }
5.2 Valgrind 监测
1: [cobbliu@MacBook]$ valgrind --leak-check=yes --show-reachable=yes ./core1
2: ==26874== Memcheck, a memory error detector
3: ==26874== Copyright (C) 2002-2009, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
4: ==26874== Using Valgrind-3.5.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
5: ==26874== Command: ./core1
6: ==26874==
7: ==26874== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
8: ==26874== at 0x36A104546A: vfprintf (in /lib64/libc-2.12.so)
9: ==26874== by 0x36A104EAC9: printf (in /lib64/libc-2.12.so)
10: ==26874== by 0x4005B5: main (core1.c:15)
11: ==26874==
12: (null)
13: ==26874== Invalid free() / delete / delete[]
14: ==26874== at 0x4A04D72: free (vg_replace_malloc.c:325)
15: ==26874== by 0x4005C1: main (core1.c:17)
16: ==26874== Address 0x502a042 is 2 bytes inside a block of size 10 alloc'd
17: ==26874== at 0x4A0515D: malloc (vg_replace_malloc.c:195)
18: ==26874== by 0x400565: main (core1.c:5)
19: ==26874==
20: ==26874==
21: ==26874== HEAP SUMMARY:
22: ==26874== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
23: ==26874== total heap usage: 1 allocs, 2 frees, 10 bytes allocated
24: ==26874==
25: ==26874== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
26: ==26874==
27: ==26874== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
28: ==26874== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
29: ==26874== ERROR SUMMARY: 2 errors from 2 contexts (suppressed: 6 from 6)
可以看到,valgrind提示在17行有一个Invalid Free()
6 Valgrind的优缺点
valgrind默认使用memcheck工具做内存监测。
6.1 Advantages
用valgrind监测内存泄漏,不用重新编译应用程序,不用重新链接应用程序,不用对应用进程做任何修改。如果想查看详细的出错信息,只需要在编译时加上-g选项。
6.2 Disadvantages
不管valgrind在使用memcheck工具监测内存时,它会接管应用程序,并且读取应用程序可执行文件和库文件中的debug信息来显示详细的出错位置。当valgrind启动后,应用 进程实际上在valgrind的虚拟环境中执行,valgrind会将每行代码传递给memcheck工具,memcheck工具再加入自己的调试信息,之后再将合成的代码真正运行。memcheck工具在 应用进程每个防存操作和每个变量赋值操作时加入额外的统计代码,通常情况下,使用memcheck工具后应用程序的运行时间会比原生代码慢大约10-50倍。
其次,对于一些不停机运行的服务器程序的内存问题,valgrind无能为力。不仅仅是因为valgrind无法使之停止,还有可能是因为服务器进程本身就被设计为申请一些生命周期 与进程生命周期一样长的内存,永远不释放,这些内存会被valgrind报泄漏错误。
再次,valgrind对多线程程序支持得不够好。在多线程程序执行时,valgrind在同一时刻只让其中一个线程执行,它不会充分利用多核的环境。在用valgrind运行您的多线程程序 时,您的宝贵程序的运行情况可能跟不使用valgrind的运行情况千差万别。
7 Valgrind的其他工具
除了memcheck工具外,valgrind工具包还有一些别的好用的工具
7.1 Cachegrind
这个工具模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存,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。 详情见这里
7.2 Callgrind
Callgrind收集程序运行时的一些数据,函数调用关系等信息,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。callgrindannotate可以把 这个文件的内容转化成可读的形式。 详情见这里
7.3 Helgrind
它主要用来检查C/C++多线程程序(使用POSIX线程)中出现的同步问题。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。 详情见这里
7.4 DRD
这也使一款多线程程序监测工具,它提供的监测信息比Helgrind更丰富。 详情见这里
7.5 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。对于那些被应用进程释放但是还没有交还给操作系统的内存,memcheck是监测 不出来的,而Massif能有效第监测到这类内存。 详情见这里
7.6 DHAT
这个工具能详细地显示应用进程如何使用堆栈,以使用户更好地评估程序的设计。 详情见这里
内存问题排查工具 --- valgrind的更多相关文章
- 内存泄露检测工具Valgrind
内存泄露简介 什么是内存泄漏 内存泄漏(Memory Leak)是指程序中已动态分配的堆内存由于某种原因,程序未释放或无法释放,造成系统内存的浪费,导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果. 内存泄 ...
- 内存泄漏检测工具Valgrind
1概述 1.1 介绍 Valgrind是一套Linux下,开放源代码(GPL V2)的仿真调试工具的集合.Valgrind由内核(core)以及基于内核的其他调试工具组成.内核类似于一个框架(fram ...
- C/C++的内存泄漏检测工具Valgrind memcheck的使用经历
Linux下的Valgrind真是利器啊(不知道Valgrind的请自觉查看参考文献(1)(2)),帮我找出了不少C++中的内存管理错误,前一阵子还在纠结为什么VS 2013下运行良好的程序到了Lin ...
- linux内存排查工具valgrind
官网:http://valgrind.org/info/about.html 百科介绍:http://baike.baidu.com/link?url=ZdXzff0omzoPpE_yZUlNW9lJ ...
- linux下内存泄露检测工具Valgrind介绍
目前在linux开发一个分析实时路况的应用程序,在联合测试中发现程序存在内存泄露的情况. 这下着急了,马上就要上线了,还好发现了一款Valgrind工具,完美的解决了内存泄露的问题. 推荐大家可以使用 ...
- [转贴] C++内存管理检测工具 Valgrind
用C/C++开发其中最令人头疼的一个问题就是内存管理,有时候为了查找一个内存泄漏或者一个内存访问越界,需要要花上好几天时间,如果有一款工具能够帮助我们做这件事情就好了,valgrind正好就是这样的一 ...
- Linux下检测内存泄露的工具 valgrind
参考:http://www.cnblogs.com/sunyubo/archive/2010/05/05/2282170.html 几乎是照抄参考过来的,只不过后面自己调试一下代码. 这里主要介绍Va ...
- Linux 内存泄漏检查工具 valgrind
抄自<从零开始的JSON库教程>,先mark一下,以后再慢慢研究. ======== 引用分割线 ======== 在 Linux.OS X 下,我们可以使用 valgrind 工具(用 ...
- Linux C/C++内存泄漏检测工具:Valgrind
Valgrind 是一款 Linux下(支持 x86.x86_64和ppc32)程序的内存调试工具,它可以对编译后的二进制程序进行内存使用监测(C语言中的malloc和free,以及C++中的new和 ...
随机推荐
- 文字编码和Unicode
文字编码和Unicode 说明文字: https://blog.csdn.net/fengzhishang2019/article/details/7859064 Java 程序: https://w ...
- ubuntu16.04与mysql的运维注意事项
1:环境 ubuntu16.04 虚拟机,需要搭建一个MySQL的生产或者测试环境 2:操作步骤 2.1:更新系统源 首次给root用户指定密码 ,先用安装用户登录 sudo apt-get up ...
- .net平台性能很不错的轻型ORM类Dapper
dapper只有一个代码文件,完全开源,你可以放在项目里的任何位置,来实现数据到对象的ORM操作,体积小速度快. 使用ORM的好处是增.删.改很快,不用自己写sql,因为这都是重复技术含量低的工作,还 ...
- 浅谈压缩感知(十五):感知矩阵之spark常数
在压缩感知中,有一些用来评价感知矩阵(非测量矩阵)的指标,如常见的RIP等,除了RIP之外,spark常数也能够用来衡量能否成为合适的感知矩阵. 0.相关概念与符号 1.零空间条件NULL Space ...
- 前端特效: 使用CSS生成的闪光照相机效果
使用纯CSS生成的照相机效果, 相关CSS代码如下: .container { position: absolute; top: 50%; left: 50%; -webkit-transform: ...
- SSH连接linux时,长时间不操作就断开的解决方案
转自:http://www.cnblogs.com/jifeng/archive/2011/06/25/2090118.html 修改/etc/ssh/sshd_config文件,找到 ClientA ...
- WIN10系统如何隐藏底部搜索框
右击任务栏,搜索,可以切换三种模式,建议还是显示搜索图标,因为这个搜索还是能比较快速定位到系统功能的,只不过显示搜索框的话比较占地方,不方便
- jQuery对象合并、jQuery添加静态方法、jQuery添加DOM实例方法
实例效果: 代码演示: <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http:/ ...
- 在Ubuntu系统上搭建Hadoop 2.x(2.6.2)
官方的中文版的Hadoop快速入门教程已经是很老的版本了,新版的Hadoop目录结构发生了变化,因此一些配置文件的位置也略微调整了,例如新版的hadoop中找不到快速入门中提到的conf目录,另外,网 ...
- Converter Standardalone 5 versus Converter Boot CD
The new Converter Standalone 5 lacks the Converter Boot CD. Fortunately you can still use the old ve ...