内存泄露

1.简介

      在计算机科学中,内存泄漏(memory leak)指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,由于设计错误,失去了对该段内存的控制,因而造成了内存的浪费。内存泄漏与许多其他问题有着相似的症状,并且通常情况下只能由那些可以获得程序源代码程序员才可以分析出来。然而,有不少人习惯于把任何不需要的内存使用的增加描述为内存泄漏,严格意义上来说这是不准确的。   

      一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的,大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定),使用完后必须显式释放的内存。应用程序一般使用malloc,calloc,realloc等函数(C++中使用new操作符)从堆中分配到一块内存,使用完后,程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块,否则,这块内存就不能被再次使用,我们就说这块内存泄漏了。

  2.内存泄漏分类

  •       1. 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到,每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。   
  •       2. 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境,偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。   
  •       3. 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次,或者由于算法上的缺陷,导致总会有一块且仅一块内存发生泄漏。比如,在一个Singleton类的构造函数中分配内存,在析构函数中却没有释放该内存。而Singleton类只存在一个实例,所以内存泄漏只会发生一次。   
  •       4. 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存,但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏,因为最终程序释放了所有申请的内存。但 是对于一个服务器程序,需要运行几天,几周甚至几个月,不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以,我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。

   3.后果

      内存泄漏会因为减少可用内存的数量从而降低计算机的性能。最终,在最糟糕的情况下,过多的可用内存被分配掉导致全部或部分设备停止正常工作,或者应用程序崩溃。   

内存泄漏可能不严重,甚至能够被常规的手段检测出来。在现代操作系统中,一个应用程序使用的常规内存在程序终止时被释放。这表示一个短暂运行的应用程序中的内存泄漏不会导致严重后果。   

      在以下情况,内存泄漏导致较严重的后果:   

  • * 程序运行后置之不理,并且随着时间的流失消耗越来越多的内存(比如服务器上的后台任务,尤其是嵌入式系统中的后台任务,这些任务可能被运行后很多年内都置之不理)   
  • * 新的内存被频繁地分配,比如当显示电脑游戏或动画视频画面时   
  • * 程序能够请求未被释放的内存(比如共享内存),甚至是在程序终止的时候   
  • * 泄漏在操作系统内部发生   
  • * 泄漏在系统关键驱动中发生   
  • * 内存非常有限,比如在嵌入式系统或便携设备中   
  • * 当运行于一个终止时内存并不自动释放的操作系统(比如AmigaOS)之上,而且一旦丢失只能通过重启来恢复。

   4.内存泄露的几种常见原因

  • 1、对于通过new等运算符申请到的内存空间在使用之后没有释放掉。关于这个问题,如果是在过程程序中开辟的空间,可以在过程结束时释放;但是如果是面向对象的编程,在类的构造函数中开辟的空间,那么记得一定要在析构函数中释放,但是如果析构函数出现问题了,导致不能释放内存空间,就造成了内存泄露。   
  • 2、对于程序中的windows句柄使用完要close掉。   
  • 3、对于内存的泄露有的时候是忘记了回收,但是有的时候是无法回收,比如1中提到的析构函数不正确导致内存泄露,这是属于程序有问题;还有关于面向对象编程的一个内存泄露的可能性:一个对象在构造函数抛出异常,对象本身的内存会被成功释放,但是其析构函数不会被调用,其内部成员变量都可以成功析构,但是用户在构造函数中动态生成的对象无法成功释放。如果一个对象在构造函数中打开很多系统资源,但是构造函数中后续代码抛出了异常,则这些资源将不会被释放,建议在构造函数中加入try catch语句,对先前申请的资源进行释放后(也就是做析构函数该做的事情)再次抛出异常,确保内存和其他资源被成功回收。也就是说构造函数出现问题会导致构造函数中开辟的内存空间不能回收,对于对象本身的内存空间还是可以回收的。
分配了内存而没有释放,逐渐耗尽内存资源,导致系统崩溃。
内存泄露是指程序中间动态分配了内存,但是在程序结束时没有释放这部分内存,从而造成那一部分内存不可用的情况,重起计算机可以解决,但是也有可能再次发生内存泄露,内存泄露和硬件没有关系,它是由软件引起的。 

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