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c开发如何避免和解决野指针和内存泄漏问题

02月17日 编辑 39baobao.com

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野指针的出现会导致程序崩溃,这是每个人都不愿意看到的。Linux会生成coredump文件,可用gdb分析。Win下可以注册unexception获取调用堆栈,将错误信息写到文件中。先分析一下通常出现野指针的场景:class monster_t{protected:player_t* m_attack;public:void handle_ai(){if (m_attack){int x = m_attack->get_x();}}}问题就在于,m_attack有值,但是对应的对象已经被销毁了。这是大部分野指针出现原因。分析类之间关系可知,monster_t 和 player_t是0-1的关系,monster_t引用player_t,但是player_t甚至都不知道有一个(或N个)monster 引用了自己。所以当player被销毁时,很难做到把所有引用该player_t的地方全部重置。这种问题其实比较常见,比如player中引用connection,而connection又是被网络层管理生命周期的,也同样容易产生野指针情况。常见的解决方式是:class monster_t{protected:long m_attack_id;public:void handle_ai(){player_t* attack = obj_mgr.get(m_attack_id);if (attack){int x = attack->get_x();}}}另外一种与之相似的方式:class monster_t{protected:player_t* m_attack;public:void handle_ai(){if (obj_mgr.is_exist(m_attack)){int x = m_attack->get_x();}else{m_attack = NULL;}}}梳理野指针的产生原因后,我们其实需要的是这样的指针:一种指针,引用了另一个对象的地址(不然就不是指针了),当目标对象销毁时,该指针自然指向null,而不需要目标对象主动通知重置。幸运的是,这种指针已经有了,就是weak_ptr; 在boost库中,sharedptr,scopedptr,weakptr统称为smartptr。可以尽量使用智能指针,避免野指针。本人建议尽量使用shared_ptr结合weak_ptr使用。Scoped_ptr本人使用的较少,只是在创建线程对象的时候使用,正好符合不能复制的语义。使用shared_ptr和weak_ptr的示例代码:class monster_t{protected:weak_ptrm_attack;shared_ptrget_attack(){return shared_ptr(m_attack);}public:void handle_ai(){shared_ptrattack = get_attack();if (attack){int x = attack->get_x();}}}有人问monster_t为什么不直接使用shared_ptr,如果使用shared_ptr就不符合现实的模型了,monster_t显然不应该控制player_t的生命周期,如果使用了shared_ptr,那么可能导致player_t被延迟析构,甚至会导致内存暴涨。这也是shared_ptr的使用误区,所以本人建议尽量shared_ptr和weak_ptr结合用,否则野指针问题解决了,内存泄漏问题又来了。内存泄漏:野指针问题可以通过采用良好的编程范式,尽量规避,但总计c++规避内存泄漏的方法却很为难,简单而言尽量保证对象的分配和释放(分别)是单个入口的,这样大部分问题都可以拦截在code review阶段。那么怎么检测内存泄漏呢?首先说明本方法区别于valgrind等工具,该工具是调试期进行的检测,本文探究的是运行期的检测,确切说是运行期定时输出所有对象的数量到日志中。首先定义分配、释放对象的接口:templateT* new_obj() { T* p = new T(); singleton_t::instance().inc

(1); return p; } templateT* new_obj(ARG1 arg1) { T* p = new T(arg1); singleton_t::instance().inc

(1); return p; } templateT* new_obj(ARG1 arg1, ARG2 arg2) { T* p = new T(arg1, arg2); singleton_t::instance().inc

(1); return p; } templateT* new_array(int n) { T* p = new T[n]; singleton_t::instance().inc(n); return p; }为了节省篇幅,这里只列举了三种构造的代码,当分配对象时,对应的类型数量增加1,obj_counter 使用原子操作为每一种类型记录其数量。class obj_counter_i{public:obj_counter_i():m_ref_count(0){}virtual ~ obj_counter_i(){}void inc(int n) { (void)__sync_add_and_fetch(&m_ref_count, n); }void dec(int n) { __sync_sub_and_fetch(&m_ref_count, n); }long val() const{ return m_ref_count; }virtual string get_name() { return ""; }protected:volatile long m_ref_count;};templateclass obj_counter_t: public obj_counter_i{obj_counter_t(){singleton_t::instance().reg(this);}virtual string get_name() { return TYPE_NAME(T); }};相应的当对象被释放的时候,对应的对象数量减一,示例代码如下:templatevoid del_obj(T* p){if (p){delete p;singleton_t::instance().dec

(1);}}这样就做到了所有的对象的数量都被记录了,可以定时的将对象数量输出到文件:class obj_counter_summary_t{public:void reg(obj_counter_i* p){m_all_counter.push_back(p);}mapget_all_obj_num(){mapret;for (list::iterator it = m_all_counter.begin(); it != m_all_counter.end(); ++it){ret.insert(make_pair((*it)->get_name(), (*it)->val()));}return ret;}void dump(const string& path_){ofstream tmp_fstream;tmp_fstream.open(path_.c_str());mapret = get_all_obj_num();map::ite...

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