C語言內(nèi)存管理和內(nèi)存泄漏課件.ppt

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1、C/C++內(nèi)存管理及內(nèi)存泄漏C語言的內(nèi)存管理靜態(tài)儲(chǔ)存區(qū)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存區(qū)（堆）棧區(qū)靜態(tài)儲(chǔ)存區(qū)“靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)”是放置全局變量，常量，靜態(tài)變量的區(qū)域，在程序編譯期間就已經(jīng)定義，在程序加載到內(nèi)存后被直接分配內(nèi)存的。不會(huì)有內(nèi)存泄漏發(fā)生。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存區(qū)“動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)”就是堆，是程序在運(yùn)行期間分配的內(nèi)存，比如用new，malloc等函數(shù)分配的內(nèi)存，需要程序自己用delete，free去釋放，也是容易出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的類型。棧區(qū)“?！笔窃诤瘮?shù)內(nèi)的自動(dòng)變量分配的存儲(chǔ)區(qū)，包括函數(shù)的參數(shù)，函數(shù)的內(nèi)部非靜態(tài)變量的變量，它的分配由程序在運(yùn)行到這個(gè)函數(shù)的時(shí)候才被CPU分配，并在退出這個(gè)函數(shù)的時(shí)候被釋放

2、。（進(jìn)入函數(shù)時(shí)，在堆棧分配內(nèi)存，退出函數(shù)時(shí)把堆棧彈出）C＋＋的內(nèi)存管理全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)常量存儲(chǔ)區(qū)堆自由存儲(chǔ)區(qū)棧全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中，在以前的C語言中，全局變量又分為初始化的和未初始化的，在C++里面沒有這個(gè)區(qū)分了，他們共同占用同一塊內(nèi)存區(qū)。常量存儲(chǔ)區(qū)這是一塊比較特殊的存儲(chǔ)區(qū)，他們里面存放的是常量，不允許修改堆就是那些由new分配的內(nèi)存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應(yīng)用程序去控制，一般一個(gè)new就要對(duì)應(yīng)一個(gè)delete。如果程序員沒有釋放掉，那么在程序結(jié)束后，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收。自由存儲(chǔ)區(qū)就是那些由malloc等分配的

3、內(nèi)存塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結(jié)束自己的生命的。棧就是那些由編譯器在需要的時(shí)候分配，在不需要的時(shí)候自動(dòng)清除的變量的存儲(chǔ)區(qū)。里面的變量通常是局部變量、函數(shù)參數(shù)等。C＋＋中對(duì)象的內(nèi)存分配類中的靜態(tài)成員變量分配在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，并且子類和父類的對(duì)象的靜態(tài)變量使用同一個(gè)地址。如果類有虛函數(shù)，那么在對(duì)象內(nèi)存的最開始要加上一個(gè)VFTable指針，這個(gè)指針指向靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的vtable，在32位操作系統(tǒng)中這個(gè)指針占4個(gè)字節(jié)。其他的成員變量依次占用對(duì)象的內(nèi)存，父類的成員變量在前面。如果對(duì)象是全局變量，那么對(duì)象的內(nèi)存在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，如果對(duì)象是函數(shù)局部變量，那么在

4、棧中分配，如果是new的對(duì)象，則在堆中分配。this指針不占存儲(chǔ)空間，只是在發(fā)生函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，使用ECX寄存器保持當(dāng)前的this指針。C/C++動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配C/C++中的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配一般用new和malloc等函數(shù)來分配。也就是在堆（或自由儲(chǔ)存區(qū)）中分配。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的分配必須由分配者自己手動(dòng)釋放分配的內(nèi)存，否則就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存泄漏。New的使用如果分配的不是數(shù)組（例如：struct，class等），直接調(diào)用delete釋放內(nèi)存。如果分配的是數(shù)組，那么要調(diào)用delete[]New和malloc的區(qū)別new是C＋＋操作符，malloc是C函數(shù)。在C＋＋中，如果ne

5、w的是一個(gè)類，那么new操作符自動(dòng)調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)，而malloc則只分配內(nèi)存。new操作符暗含了sizeof，而malloc需要使用sizeof。Malloc需要用類型轉(zhuǎn)換，而new不用。使用sizeof的必要性使用sizeof()可以屏蔽因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)帶來的內(nèi)存分配不同，增加程序的可移植性。使用sizeof()可以自動(dòng)計(jì)算一些不容易計(jì)算的類型大小，類如自定義的結(jié)構(gòu)等，并且在修改類的定義后，不用修改使用sizeof的代碼，增加程序的可維護(hù)性。使用new、malloc的注意點(diǎn)最好不要在循環(huán)里面，頻繁的調(diào)用new/malloc，因?yàn)檫@樣會(huì)造成動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)大量碎片

6、，從而影響系統(tǒng)性能。如果編寫的是長(zhǎng)期運(yùn)行的服務(wù)程序，盡量避免動(dòng)態(tài)內(nèi)存的分配，除非確定是只分配一次，否則如果編碼質(zhì)量不高，即使有微小的內(nèi)存泄漏，都會(huì)最后造成系統(tǒng)崩潰。編碼的時(shí)候記住所有動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存和釋放地點(diǎn)，最好在同一個(gè)函數(shù)內(nèi)完成分配和釋放。小結(jié)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配【規(guī)則1】用malloc或new申請(qǐng)內(nèi)存之后，應(yīng)該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內(nèi)存。【規(guī)則2】不要忘記為數(shù)組和動(dòng)態(tài)內(nèi)存賦初值。防止將未被初始化的內(nèi)存作為右值使用?！疽?guī)則3】動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì)，防止內(nèi)存泄漏?！疽?guī)則4】用free或delete釋放了內(nèi)存之后，立即將指針

7、設(shè)置為NULL，防止產(chǎn)生“野指針”。內(nèi)存泄漏的幾種情況new/malloc函數(shù)沒有調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存地址丟失首先釋放父塊函數(shù)內(nèi)分配內(nèi)存，在函數(shù)外要求釋放的函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)沒有定義成虛函數(shù)。小結(jié)內(nèi)存泄漏始終要跟蹤所有內(nèi)存分配，并在任何適當(dāng)?shù)臅r(shí)候釋放它們。盡量保證在本函數(shù)分配的動(dòng)態(tài)內(nèi)存在本函數(shù)內(nèi)釋放。對(duì)指針賦值時(shí)，要保證被賦值的指針沒有指向其他的動(dòng)態(tài)內(nèi)存。釋放一個(gè)結(jié)構(gòu)體時(shí)，要先釋放結(jié)構(gòu)體的成員的指針。類的析構(gòu)函數(shù)定義成虛函數(shù)，保證在多態(tài)的情況下也能正確的調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。查找內(nèi)存泄漏的方法和工具程序方法在程序中加入語言支持的內(nèi)存檢查函數(shù)。例如：VC中的

8、“HeapStateReportingFunctions”，_Cr