你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

C语言内存泄漏问题原理及检视方法

[复制链接]
gaosmile 发布时间:2020-10-14 21:39
可能不少开发者都遇到过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。一方面,内存泄漏问题属于比较浅显的错误,此类问题遗漏到现网,影响不好;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,实际影响不佳。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。- M: d, `7 M9 ?0 @! h/ W( S# ?

& c% Y. H" {/ v& P
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。
4 ]. a' Q1 L/ O! ?; i
01
内存泄漏问题原理

6 D  i- w3 p0 I+ q9 p# i4 e
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:
  1. & ?+ ?3 H* R6 C$ A1 w9 }
  2. char *info = NULL;    /**转换后的字符串**/; n2 y, N. o- \, Y/ Y" h8 \

  3.   g, x) P- P7 l
  4.     info = (char*)malloc(NB_MEM_SPD_INFO_MAX_SIZE);" F! \$ p) ]/ d. b6 O& g" d
  5.     if( NULL == info)
    ; R9 ?" `8 R; T7 I( F% [
  6.     {7 X( }+ C) u( B# Q; u
  7.         (void)tdm_error("malloc error!\n");, `8 m+ a. t% g9 x  {! b
  8.         return NB_SA_ERR_HPI_OUT_OF_MEMORY;7 Y0 X# S/ U. T3 K
  9.     }
复制代码
  n! R- J% b5 w5 O5 o% Q/ }3 U8 b
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。9 G2 r( r2 [& [; y) l2 f' @, u
5 W& g4 i' ~# a! k: X$ d' t
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。

4 v/ R& W7 F( F+ [3 D4 [
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:
. W# p/ c- @$ W; H+ ]( G
方法一:将函数返回值直接赋给指针,一般表现形式如下:6 r5 Z( }' Q4 R) l' W

  1. 3 B. Q: M1 M. A' u
  2. char *local_pointer_xx = NULL;) E6 e. I# b+ l0 b% p) d
  3. local_pointer_xx = (char*)function_xx(para_xx, …);
复制代码
5 c( {1 g/ |3 O
该类涉及到内存申请的函数,返回值一般都指针类型,例如:8 X. C! T5 R( x" Y) y4 W' A
  • GSList* g_slist_append (GSList   *list, gpointer  data)
    : P% j4 k7 \7 U; H6 m
4 Y# J6 a# n/ z7 ~8 E) Z
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:
2 e( P9 i% t+ m) B
  1. % W7 j9 N$ i1 K/ p
  2.     int ret;
    8 Y) B. Y  P/ U
  3.     char *local_pointer_xx = NULL;    /**转换后的字符串**/
    2 X( [  M+ m0 \: C) q$ q; \8 m' j
  4.     ret = (char*)function_xx(..., &local_pointer_xx, ...);
复制代码
# l0 x1 B0 D( q5 a! K
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:
0 F6 r' j. W# G* N& Y

  1. 5 i, f. Q6 b8 B7 l
  2. __STDIO_INLINE _IO_ssize_t
    ' B$ @. o! R: ?) m) b
  3. getline (char **__lineptr, size_t *__n, FILE *__stream)
复制代码

# B$ V* U% S& {, F  y+ u. M7 c
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。

& n( S# ]8 F- ]8 Z* Q4 c, ^; S) l
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:

% |0 Z( H% z2 j) U5 d8 ]
  • 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。

    ' Q+ k6 M6 S* j/ F

5 V/ x2 ^" f2 w- v3 q
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 ^7 v9 m/ B( A) u$ c. ^" j0 |
(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:
  • dfl_get_object_list(const char* class_name, GSList **list)6 \. l5 v5 P8 x8 M2 C) y! w
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。
: R4 I3 e) T5 s$ C
02
内存泄漏问题检视方法
6 c: s$ ~. }4 C  z" l2 G
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,需要做到如下三点:
, P- {. B5 d1 w5 Y0 K! ]2 P
(1) 在函数中看到有局部指针,就要警惕内存泄漏问题,养成进一步排查的习惯;

) F* y" {8 r  t5 |' c* D0 _# n
(2) 分析对局部指针的赋值操作,是否属于前面所说的“两种堆内存获取方法”之一,如果是,就要分析函数返回的指针到底指向啥?是全局数据、静态数据还是堆内存?对于不熟悉的接口,要找到对应的接口文档或源代码分析;又或者看看代码中其它地方对该接口的引用,是否进行了内存释放;
! ]5 s% V# O* H, I+ ^& k' Y
(3) 如果确认对局部指针存在内存申请操作,就需要分析该内存的去向,是会被保存在全局变量吗?又或者会被作为函数返回值吗?如果都不是,就需要排查函数所有有”return“的地方,保证内存被正确释放。1 D# p$ ]# K$ l2 I

  A* Z2 m9 |8 O
赞 收藏 1 评论0 发布时间:2020-10-14 21:39

举报

0个回答
关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
人形机器人运动控制、感知与智能配电
半导体创新技术与应用方向
EE架构与软件定义汽车
12V/48V 汽车智能配电(SPD)
区域控制单元(ZCU)与分区架构
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版