拿来即用：分享一个检查内存泄漏的小工具
【功能描述】
在嵌入式系统应用程序开发过程中，内存泄漏是一个很严重也很头疼的问题。 当然了，有很多的专业工具软件来检查内存泄漏，我用的比较多的是memwatch, valgrind。
这些工具主要是在开发过程中用来检查内存泄漏。但是，如果所有的程序都开发完成，开始集成测试时，仍然发现系统资源存在持续减少的情况，那么该如何处理呢？
这里提供的小工具就是用来处理这种情况的：可以监控你怀疑的、可能存在内存泄漏的那些进程使用的系统资源。
特别是当一个系统是由多个人来开发的、由多个进程来组成的情况，如果存在资源泄漏的情况，你说应该首先怀疑谁呢？应该让谁先去检查自己的程序是否有问题呢？扯皮往往就发生了，小伙伴之间的隔阂也就在潜意识中埋下了种子。
此时，监控程序输出的数据最管用！
【测试环境】
1. x86系统
我是在 Ubuntu16.04 下测试的，使用系统自带 gcc 编译器。
2.嵌入式系统
只需要把编译器换成对应的交叉编译器即可。
【代码下载】
1.网盘
https://pan.baidu.com/s/1yNrjQ6var8xokAJWEsFYFw
passwd:uqbh
2.文件说明
核心代码就一个文件：memory_trace.c，另外2个是编译脚本。
/**
* @brief： 这个小工具用来监控系统中一些进程的资源使用情况，
* 可以用来检查程序中是否存在内存泄露。
*
* @author: 微信 captain5780
* @email: [email protected]
*
* @note： ./memory_trace <进程名称１> <进程名称２> <进程名称３>
*/
#include
#include
#include
#include
#include
#define TRACE_ITEM_NUM 4
#define PROCESS_MAX 20
#define PROCESS_NAME_LEN 128
#define BUF_LEN 512
// 需要监控的资源名称
char *TraceItem[TRACE_ITEM_NUM] =
{"VmSize", "VmRSS", "VmStk", "VmData"};
// 保存需要监控的进程名称
char *ProcessList[PROCESS_MAX];
// 打印消息，在实际项目中可以利用 zlog 等日志工具来记录到文件系统中。
static void log_msg(const char *msg)
{
printf("%s", msg);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 检查最大监控的进程个数
if (argc >= PROCESS_MAX) {
printf("too many process \n");
exit(-1);
}
// 提取命令行参数传入的进程名称，保存在 ProcessList 中。
int i, k, count;
for (i = 0, count = 0; i < argc - 1; i++) {
count++;
ProcessList[i] = (char *)malloc(PROCESS_NAME_LEN);
memset(ProcessList[i], 0, PROCESS_NAME_LEN);
sprintf(ProcessList[i], "%s", argv[i + 1]);
}
time_t rawtime;
struct tm *timeinfo;
char *buf = (char *)malloc(BUF_LEN);
while (1) {
// 记录当前的时间
time(&rawtime);
timeinfo = localtime(&rawtime);
memset(buf, 0, BUF_LEN);
sprintf(buf, "\n[%02d:%02d:%02d] \n",
timeinfo->tm_hour,
timeinfo->tm_min,
timeinfo->tm_sec);
log_msg(buf);
// 此for循环用于获取监控进程的资源占用情况
for (i = 0; i < count; i++) {
memset(buf, 0, BUF_LEN);
sprintf(buf, "[%s] \n", ProcessList[i]);
log_msg(buf);
for (k = 0; k < TRACE_ITEM_NUM; k++) {
memset(buf, 0, BUF_LEN);
// 获取进程ID号: 执行系统命令，然后读取输出结果。
sprintf(buf,
"ps -aux | grep %s | grep -v grep | awk '{print $2}'",
ProcessList[i]);
FILE *fp = popen(buf, "r");
if (NULL == fp) {
printf("popen failed! \n");
continue;
}
char line[128] = { 0 };
fgets(line, 128, fp);
int len = strlen(line);
if (*(line + len - 1) == '\n')
*(line + len - 1) = 0;
pclose(fp);
// 根据进程ID号，获取该进程的堆栈信息。
memset(buf, 0, BUF_LEN);
sprintf(buf,
"cat /proc/%s/status | grep %s | grep -v grep",
line, TraceItem[k]);
fp = popen(buf, "r");
if (NULL == fp) {
printf("popen failed! \n");
continue;
}
fgets(line, 128, fp);
pclose(fp);
log_msg(line); // 记录到日志
}
}
// 获取系统的空闲资源信息
memset(buf, 0, BUF_LEN);
sprintf(buf, "free | grep Mem: | grep -v grep");
FILE *fp = popen(buf, "r");
if (NULL == fp) {
printf("popen failed! \n");
continue;
}
char line[128] = { 0 };
fgets(line, 128, fp);
pclose(fp);
log_msg(line);
sleep(5); // 间隔一段时间
}
// 释放 malloc 分配的堆空间
free(buf);
for (i = 0; i < PROCESS_MAX; i++) {
if (ProcessList[i])
free(ProcessList[i]);
}
return 0;
}
3.打印输出
这个工具的功能其实很简单，就是调用系统指令来监控进程占用的系统资源情况。
具体来说就是持续输出：/proc/[pid]/status 的内容。这个文件中有4个关键指标，这里简单列出，具体含义可以搜索一下。
VmSize(KB): 进程使用的虚拟内存大小。
VmRSS(KB): 进程中驻留在物理内存的一部分，没有交换到硬盘。
VmStk(KB): 进程使用的栈的大小。
VmData(KB): 进程数据段的大小。
【为什么写这个小工具】
之前写过一个物联网网关产品，其中包括3个大的模块，而且是由不同的人负责的，要命的是：这3个人一个在日本，一个在台湾，还有一个就是我们。
在集成测试时发现系统资源存在持续减少的情况，而且找不到规律。因为各进程之间的交互比较多，也许只是在触发了某些特定的执行逻辑时，才可能发生内存泄漏等情况。
为了找出罪魁祸首，于是写了这个小工具。执行了大概2天的时间，很快就定位到了问题的源头。
【你可能会遇到的问题】
1. 系统指令
程序中使用到了几个系统指令：proc, grep, awk, free。
这些指令在不同的嵌入式系统中的输出格式可能会有所不同，如果直接运行这个工具的输出有问题，那么就需要把代码中的指令解析部分调整一下。
2.如何调整
例如：代码中利用这条指令来根据 进程名称 得到 进程ID：ps -aux | grep %s | grep -v grep | awk '{print $2}’
对于ps指令，在你的系统中也许不需要 -aux 属性。
对于 awk 指令，在你的系统中提取的自带也许是'{print $1}’。
实践出真知！
【END】
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