内存泄漏及管理--程序开发注意的问题

一。何为内存泄漏

     我们常说的内存泄漏通常指堆内存的泄漏，指我们的程序从堆中分配，使用完必须由程序显示地释放的内存。通常由程序中的malloc、realloc、new等函数分配的内存。在使用完后必须通过free/delete释放该内存块。如果该内存块不再访问却未被释放这就是我们通常所说的内存泄漏，而广义的内存泄漏不仅仅指堆内存的泄漏，还包括系统资源的申请释放，如socket及文件描述符、以及系统分配的对象。这种系统资源的泄漏可能比堆内存泄漏更严重。

二。内存分配

     内存分配有以下几种方式

    a.从静态存储区分配，内存在程序编译的时候就分配好，在程序的整个运行过程都存在。最常见的比如全局变量及静态变量。

    b.栈上分配的内存，在函数执行过程中，函数内部变量在栈上创建，函数执行结束后这些存储单元会自动释放，栈内存分配内置在运算器的指令集中，运算效率高，但分配容量有限。

    c.堆上分配的内存，即动态分配的内存。使用malloc/realloc/new申请的内存，由应用程序在使用完后，通过free/delete释放内存。此内存的生存期由应用程序指定。使用非常灵活（申请/释放由程序决定，申请内存的大小由程序指定），但也是最需要注意的地方，使用不当就会带来许多问题。

三。常见的内存泄漏

    应用程序常见的内存泄漏会有下面几种：

    经常发生。问题代码经常被执行到。每执行一次就会导致一块内存泄漏。带来后果就是程序占用存在不断持续增长。可能的情况不断分配内存，而未被释放，或者在程序退出时一次性释放，但程序是连续运行的，不及时释放内存会导致最终系统资源被耗尽。

    偶然发生。只有在特定情况下才会发生。只有特定条件满足时问题代码才会被执行，导致一块内存泄漏。

    一次性泄漏。问题代码只会被执行一次。

四。程序常见内存问题

    内存错误不仅指内存泄漏。   解决内存错误比较麻烦，首先编译器不会自动发现内在问题。通常在程序运行期间才会出现。而且错误时隐时现，有些错误还很难再现，这都增加了问题改正的难度。

    常见的内存问题有：

    a.使用了未分配或分配未成功的内存。解决方法，在使用前检查指针是否为空，特别是在分配后。 

    b.使用了未初始化的内存。虽然分配成功，但未初始化

  c.内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。也就是通常所说的数组越界。

  d.内存泄漏。就是上面所说的问题。

  e.使用了已释放的内存。

  避免内存问题的策略：

  1。程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面；

  2。函数的return注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时会被自动销毁。

  3。使用free或delete释放了内存后，最好将指针设置为NULL。否则会导致产生“野指针”。

  “野指针”也就是非法指针，指向垃圾的指针，一般由b,e情况引起的。

五。好的编程习惯

  a.用malloc或new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。

  b.不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止使用未初始化的内存。

  c.避免数组越界，特别要注意发生“多1”或者“少1”操作。

  d.动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。

  e.free/delete释放了内存后，应将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。

  f.在未释放指向的内存前不要改变指针的指向，否则会带来内存泄漏。

  另外可以使用内在检查工具对编译好的程序进行分析，检查程序是否有内存泄漏、及上面提到的内在错误。内存检查工具很多，比如我的前面帖子里介绍的linux系统下的valgrind。