windows如何下防止内存泄露

在windows下开发C++程序的时候，我们经常需要用到malloc开申请内存，然后利用free回收内存，但是开发人员的不小心可能会忘记free掉内存，这样就导致了内存泄露

1.利用库检测内存泄露信息

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC  //如果没有这个宏定义，我们只能知道有内存泄露，却无法知道在哪个地方申请内存忘记了释放
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>

int main(void)
{
    char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * 100);
    _CrtDumpMemoryLeaks();
}

使用crtdbg来检测到内存泄露很简单，只要在文件的第一行定义_CRTDBG_MAP_ALLOC，然后include头文件crtdbg.h,在程序需要内存检测的地方调用_CrtDumpMemoryLeaks，就可以输出内存泄露的信息，如上面的程序，我们申请了100个字节的内存而没有释放，但是我们可以很清楚地看到内存泄露在 哪个地方，如下图

我们在main.cpp这个文件中的第八行申请了内存，但是没有进行释放

那么编译器是怎么知道我们有内存泄露呢？？就是利用宏定义把我们的调用的malloc替换成crtdbg 库里面的_malloc_dbg,我们在申请内存的时候，_malloc_dbg会先记录下我们申请内存的行数以及大小(记得编译器有内置的宏定义__LINE__和__FILE__不?)，把这些信息放到一个list(只是举例，使用list保存这些信息一旦程序大了会很慢)里面，当我们free内存的时候，把这块内存的信息从list里面删除掉，我们调用_CrtDumpMemoryLeaks()的时候就是在把这个list的信息依次打印出来而已

下面是我们定义_CRTDBG_MAP_ALLOC后实际上所调用的malloc原型，malloc已经成了一个宏定义

#define   malloc(s)             _malloc_dbg(s, _NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

当然,我们一般调用_CrtDumpMemoryLeaks的时候都是在程序的结尾处，如果我们的程序有多个出口，我们值需要在程序开始处调用_CrtSetDbgFlag ( _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF ) 就可以了

有时候我们需要检测某一段代码是否有内存泄露，crtdbg库也可以帮我们做到

    _CrtMemState s1;
    _CrtMemState s2;

    _CrtMemCheckpoint(&s1);

    char *p2 = (char *)malloc(400);
    _CrtMemCheckpoint(&s2);
    
    _CrtMemState s3;
    if (_CrtMemDifference(&s3,&s1,&s2))
    {
        _CrtMemDumpStatistics(&s3);
    }

这样，我们在输出窗口将会看到s1和s2之间的内存使用信息:

0 bytes in 0 Free Blocks.
400 bytes in 1 Normal Blocks.
0 bytes in 0 CRT Blocks.
0 bytes in 0 Ignore Blocks.
0 bytes in 0 Client Blocks.
Largest number used: 0 bytes.
Total allocations: 400 bytes.

crtdbg库也有缺点，当你使用一个别人提供的lib或者dll库的时候，你调用这个函数，这个函数分配了内存，需要你去调用另外一个函数才能把内存释放掉，但是你不知道这个函数需要调用另外一个函数才能释放掉内存，这个是无法通过crtdbg库检测出来的，这个函数包括c++的new函数，所以这个库实际上不适用C++

2.利用share_ptr来管理内存

如果有使用过boost库的应该知道，boost里面有一个shart_ptr被誉为神器，因为他可以帮我们自动管理内存，具体用法很简单:

  boost::shared_ptr < connection > p ( new connection());

这样的话我们不需要去delete内存，shartd_ptr会在我们不需要这快内存的时候帮我们delete掉，shartd_ptr内部是使用引用计数以及C++的RAII，有别的对象引用该指针的时候引用技术就+1，shartd_ptr析构函数调用的时候引用计数就-1,当为0的时候就delete掉该指针，所以我们并不需要调用delete来释放资源，share_ptr会帮我们管理

shared_ptr虽然看起来很好用，但是当程序一旦复杂起来，shared_ptr依然也会变复杂(shared_ptr四宗罪)，当然boost本身就比较复杂，这个也是我比较不喜欢boost的一个原因

3.将资源集中管理

这个也是我比较经常使用的方法，特别是在大程序的使用，配合单件模式，将资源在整个程序或者模块中集中管理，这样在程序结束的时候只要我们在析构函数里面有清理这些资源，我们就可以避免内存泄露，对于数据的一些写操作全部在这个类中统一操作，如果要暴露内部的数据，只对外提供const数据(可以通过强转去掉const属性)

当然这个方法并不适用于所有场景，比如我们需要提供库给别人，我们没办法预测到客户需要什么操作，所以这个方法只适用内部团队开发

总之内存管理据我所知到现在还是没有什么好的解决方法，特别是当代码一旦膨胀的时候，到现在好像java，python，erlang都有内存泄露的问题，我们只能在平常开发中多注意了

参考资料:

陈硕的博客(有一些shared_ptr的资料，也可以从这里看出shared_ptr使用起来没那么简单)

shared_ptr四宗罪

MSDN crtdbg库