从零开始学C++之重载 operator new 和 operator delete 实现一个简单内存泄漏跟踪器
从零开始学C++之重载 operator new 和 operator delete 实现一个简单内存泄漏跟踪器
先来说下实现思路：可以实现一个Trace类，调用 operator new 的时候就将指向分配内存的指针、当前文件、当前行等信息添加进Trace 成员map容器内，在调用operator delete 的时候删除这些信息。定义一个全局Trace 对象，当程序结束，对象析构时判断成员map 是否还有信息，如果有则打印出来，表示已经发生内存泄漏，从输出可以看出是哪一个文件哪一行分配了内存但没有释放掉。
DebugNew.h：
#ifndef _DEBUG_NEW_H_
#define _DEBUG_NEW_H_
#ifndef NDEBUG
#include "Tracer.h"
#define new new(__FILE__, __LINE__)
#endif // NDEBUG
#endif // _DEBUG_NEW_H_Trace.h：
#ifndef _TRACER_H_
#define _TRACER_H_
#include <map>
#ifndef NDEBUG
void *operator new(size_t size, const char *file, long line);
void operator delete(void *p);
void *operator new[](size_t size, const char *file, long line);
void operator delete[](void *p);
class Tracer
{
private:
class Entry
{
public:
Entry(const char *file = 0, long line = 0)
: file_(file), line_(line) {}
const char *File() const
{
return file_;
}
long Line() const
{
return line_;
}
private:
const char *file_;
long line_;
};
public:
Tracer();
~Tracer();
static bool Ready;
void Add(void *p, const char *file, long line);
void Remove(void *p);
void Dump();
private:
std::map<void *, Entry> mapEntry_;
};
#endif // NDEBUG
#endif // _TRACER_H_Trace.cpp：
#include <iostream>
#include "Tracer.h"
#ifndef NDEBUG
bool Tracer::Ready = false;
Tracer::Tracer()
{
Ready = true;
}
Tracer::~Tracer()
{
Ready = false;
Dump();
}
void Tracer::Add(void *p, const char *file, long line)
{
mapEntry_[p] = Entry(file, line);
}
void Tracer::Remove(void *p)
{
std::map<void *, Entry>::iterator it;
it = mapEntry_.find(p);
if (it != mapEntry_.end())
{
mapEntry_.erase(it);
}
}
void Tracer::Dump()
{
if (mapEntry_.size() > 0)
{
std::cout << "*** Memory leak(s):" << std::endl;
std::map<void *, Entry>::iterator it;
for (it = mapEntry_.begin(); it != mapEntry_.end(); ++it)
{
const char *file = it->second.File();
long line = it->second.Line();
int addr = reinterpret_cast<int>(it->first);
std::cout << "0x" << std::hex << addr << ": "
<< file << ", line " << std::dec << line << std::endl;
}
std::cout << std::endl;
}
}
Tracer NewTrace;
void *operator new(size_t size, const char *file, long line)
{
void *p = malloc(size);
if (Tracer::Ready)
{
NewTrace.Add(p, file, line);
}
return p;
}
void operator delete(void *p)
{
if (Tracer::Ready)
{
NewTrace.Remove(p);
}
free(p);
}
void *operator new[](size_t size, const char *file, long line)
{
void *p = malloc(size);
if (Tracer::Ready)
{
NewTrace.Add(p, file, line);
}
return p;
}
void operator delete[](void *p)
{
if (Tracer::Ready)
{
NewTrace.Remove(p);
}
free(p);
}
#endif // #ifndef NDEBUGmain.cpp：
#include <iostream>
using namespace std;
#include "DebugNew.h"
int main(void)
{
int *p = new int;
/*delete p;*/
int *p2 = new int[5];
/*delete[] p2;*/
return 0;
}
程序 #define new new(__FILE__, __LINE__); 是为了利用__FILE__, 和 __LINE__两个宏，分别代表文件名和行数。分别重载了
operator new 和 operator new[] 函数以及对应的delete，更详细的讨论可以参见这里。当全局对象NewTrace 析构时调用Dump成员
函数，如果new 和 delete 没有匹配，那么map将存在泄漏信息，并打印出来。
此外只在Debug版本（没有定义NDEBUG）才跟踪内存泄漏，所以加上#ifndef NDEBUG ... #endif
而由于一般的C++库中可能没有#define new new(__FILE__, __LINE__); 即调用的还是原始的new，但现在程序中并没有重载这种类
型的new和delete函数，故并不能跟踪类似map容器之类的内存泄漏，但一般正常使用C++库容器的话，是不会造成内存泄漏的，
C++库已经实现得比较完善了，至少比我们自己写的程序要好很多。
参考：
C++ primer 第四版 Effective C++ 3rd C++编程规范