Windows平台下针对C/C++项目的内存泄漏检测方法

     由于语言在自动内存管理上的欠缺，C/C++在内存管理上从来都是需要程序员小心处理的一个方面，当项目代码上了一定规模，内存消耗和泄漏就会成为程序稳定运行的第一大敌。如果不在项目之初就建立内存管理和泄漏检测机制，后面蛋疼的问题就会接踵而来。这篇文章着重讨论内存泄漏检测，而内存管理与具体项目类型关系密切，后面有时间我会着重游戏项目来讨论。

     内存泄漏检测的基本步骤是：1）包装（重载）内存分配/释放API；2）进行内存分配时记下相关信息：地址、大小、调用栈；3）释放时清除之前记录的对应信息；4）程序退出时（确保在所有内存释放操作完成之后），输出剩下的记录。其中，对进行分配操作是的调用栈回溯是个重点信息，它能够帮助我们找出内存泄漏代码。

     Windows中的Dbghelp库提供了丰富的调试API。StackWalk应该是进行栈回溯最直接的一种接口了，但是它不够快。如果能先记录下调用栈上的CALL指令地址，然后在输出日志时解析出符号，将会大大降低检测机制对程序本身性能的影响。Dbghelp库中提供了Sym*FromAddr系列API，可以通过指令地址获取函数符号，那么剩下的就是如何记录指令地址的问题了。从网上借了一张x86调用栈示意图，如下：

     从图中可以看出，Callee的EBP始终指向Caller的EBP，EBP下面是指向Caller下一条指令（注意x86体系下栈的增长方向是小地址），因此通过EBP就可以回溯整个调用栈了。通过下面代码可以实现此功能：

     宏参数frame是个void*指针数组，数组的大小取决于想要回溯的栈深度。内存分配和回收的包装代码如下：

     我们看到，内存管理系统内部终究还是要使用语言提供的内存分配/释放API，只要配对实现了分配与释放管理，系统内部的无泄漏是很容易保证的。在这里着重讲解原理，就不重载new/delete operator了。最后看一下调用栈函数符号的回溯代码：

     我们用下面代码做测试用例：

     泄漏检测结果：

参考：

[1] Using DbgHelp

[2] Intel x86 Function-call Conventions - Assembly View