C++内存机制中内存溢出、内存泄露、内存越界和栈溢出的区别和联系

前言

所谓的内存泄漏就是用动态变量机制new了一段内存空间，以后不再需要这个变量的时候没有delete它，或者在没有delete之前，指针又指向了另外一个地址，这样先前的空间就丢失了。内存泄漏最典型的情况就是在函数中申请了一段动态空间，在函数返回前就没有delete它，造成内存泄漏。

    此外对new操作的失败检查也是一个良好的编程习惯，虽然一般很少遇到，但是这种内存分配的失败不是不会发生的，用assert宏可以很轻松的完成这个任务了。  

  int *p = new int;
  assert(p != NULL);

 

 

 内存溢出（out of memory）
是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用。

  内存泄漏（memory leak）
是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，占用有用内存。

 注：内存泄漏最终会导致内存溢出
简单理解，内存溢出就是要求分配的内存超出了系统所给的。内存泄漏是指向系统申请分配内存进行使用（new），但是用完后不归还（delete），导致占用有效内存。

内存泄漏可分为4类：

1.常发性内存泄漏 

 引起内存泄漏的代码会被很多次执行，每次执行的时候都会导致内存泄漏

2.偶发性内存泄漏

在某些特定的环境下执行引起内存泄漏的代码，才会引起内存泄漏

从以上两种内存泄漏的方式来看，测试环境和测试方法在程序生命周期的重要性是不可或缺的。

3.一次性内存泄漏

代码只会执行一次，但总有一块内存发生泄漏，多见于构造类的时候，析构函数没有释放内存。

4.隐式泄漏

程序运行过程中不断的分配内存，直到结束时才释放内存，但一般服务器程序会运行较长的时间，不及时释放也会导致内存耗尽以至于内存泄漏。

综上所述，一次性内存泄漏对用户的程序维护是没有什么实质性的伤害，但在实际生活中，我们还是尽可能要避免此类的事件发生。

内存越界
是指向系统申请一块内存后，使用时却超出申请范围。比如一些操作内存的函数：sprintf、strcpy、strcat、vsprintf、memcpy、memset、memmove。当造成内存泄漏的代码运行时，所带来的错误是无法避免的，通常会造成
1.破坏了堆中内存内存分配信息数据
2.破坏了程序其他对象的内存空间
3.破坏了空闲内存块
附：如果在之前你的程序运行一切正常，但因为你新增了几个类的成员变量或者修改了一部分代码（前提是保证你的这些修改是完全正确的）而导致程序发生错误，则因考虑是否是内存被破坏的原因了，重点排查内存是否越界。
缓冲区溢出（栈溢出）
程序为了临时存取数据的需要，一般会分配一些内存空间称为缓冲区。如果向缓冲区中写入缓冲区无法容纳的数据，机会造成缓冲区以外的存储单元被改写，称为缓冲区溢出。而栈溢出是缓冲区溢出的一种，原理也是相同的。分为上溢出和下溢出。其中，上溢出是指栈满而又向其增加新的数据，导致数据溢出；下溢出是指空栈而又进行删除操作等，导致空间溢出。

如何检查和分析内存泄漏？

因为内存泄漏是在堆内存中，所以对我们来说并不是可见的。通常我们可以借助MAT、LeakCanary等工具来检测应用程序是否存在内存泄漏。
1、MAT是一款强大的内存分析工具，功能繁多而复杂。
2、LeakCanary则是由Square开源的一款轻量级的第三方内存泄漏检测工具，当检测到程序中产生内存泄漏时，它将以最直观的方式告诉我们哪里产生了内存泄漏和导致谁泄漏了而不能被回收。