VLD簡介

    由于C/C++語言沒有所謂的垃圾收集器，內(nèi)存的分配和釋放都需要程序員自己來控制，這會(huì)給C/C++程序員帶來一定的困難。當(dāng)您的程序越來越復(fù)雜時(shí)，它的內(nèi)存管理也會(huì)變得越來越困難。內(nèi)存泄漏、內(nèi)存越界是最常見的內(nèi)存問題之一。
    內(nèi)存泄漏如果不是很嚴(yán)重的話，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)程序不會(huì)造成太大的影響，而且在進(jìn)程終止的時(shí)候，所有分配的內(nèi)存都會(huì)釋放掉。但是對(duì)于長時(shí)間運(yùn)行的程序，其破壞力是驚人的，從性能下降到內(nèi)存耗盡，甚至?xí)绊懙狡渌绦虻恼＿\(yùn)行。
    此外，內(nèi)存問題存在一個(gè)共同的特點(diǎn)，它本身并不會(huì)有很明顯的現(xiàn)象，當(dāng)有異常出現(xiàn)時(shí)就很難檢查問題的原因所在，這給調(diào)試內(nèi)存問題帶來了很大的難度。
VLD是一款用于VisualC++的免費(fèi)內(nèi)存泄漏檢查工具。可以在網(wǎng)站上找到，相比其它的內(nèi)存泄漏哦給你根據(jù)，他在檢查內(nèi)存泄漏的同事，還具有如下特點(diǎn)：
    1）  可以得到內(nèi)存泄漏點(diǎn)的調(diào)用堆棧，如果可以的話，還可以得到其所在的文件及行號(hào)；
    2）  可以得到泄漏內(nèi)存的完整數(shù)據(jù)；
    3）  惡意設(shè)置內(nèi)存泄漏報(bào)告的級(jí)別；
    4）  它以動(dòng)態(tài)庫的形式提供，無需編譯源代碼，只需要很小的改動(dòng)程序；
    5）  源代碼使用GNU許可發(fā)布，并有詳細(xì)的文檔及其注釋。
    從使用的角度講，VLD簡單易用，對(duì)于使用者自己的代碼中唯一需要修改的地方是#include VLD的頭文件后正常運(yùn)行自己的程序就可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)存問題。從研究角度上講，如果輸入到VLD源代碼，可以學(xué)習(xí)到堆內(nèi)存分片與釋放的原理、內(nèi)存檢查的原理機(jī)器內(nèi)存操作的常用技巧等。

VLD使用

    VLD網(wǎng)址：http://vld./
    http://www./Articles/9815/Visual-Leak-Detector-Enhanced-Memory-Leak-Detectio
    下載Visual LeakDetector，當(dāng)前版本2.2.3，打開Visual C++ IDE的"工具"→"選項(xiàng)"→"項(xiàng)目和解決方案"→"VC++ 目錄"，在"包含文件"中增加VLD的頭文件路徑"\include"路徑，在"庫文件"增加VLD庫文件的"\lib\Win32"路徑，此外動(dòng)態(tài)庫的"\bin\Win32"路徑在安裝時(shí)已經(jīng)添加到環(huán)境變量里面了，若是未添加，則需要手動(dòng)拷貝"\bin\Win32"下的文件到可執(zhí)行文件所在的目錄中（拷貝的文件有dbghelp.dll/Microsoft.DTfW.DHL.manifest/vld_x86.dll/vld.ini）。
接下來需要將VLD加入到自己的代碼中。方法很簡單，只要在包含入口函數(shù)的.cpp文件中包含vld.h就可以。如果這個(gè)cpp文件中包含了stdafx.h，則將包含vld.h的語句放在stdafx.h的包含語句之后，否則放在最前面。
    示例程序：
#include<vld.h>                 // 包含VLD的頭文件
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
void f()
{
    int *p = new int(0x12345678);
    printf("p=%08x, ", p);
}
int main()
{
    f();
    return 0;
}
    注：VLD只能在Windows下使用，在包含vld.h頭文件時(shí)增加預(yù)編譯選項(xiàng)。
    注：在Release模式下，不會(huì)鏈接VisualLeak Detector。
    注：Visual LeakDetector有一些配置項(xiàng)，可以設(shè)置內(nèi)存泄露報(bào)告的保存地（文件、調(diào)試器），拷貝"\Visual Leak Detector"路徑下的vld.ini文件到執(zhí)行文件所在的目錄下（在IDE運(yùn)行的話，則需要拷貝到工程目錄下），修改以下項(xiàng)：
ReportFile =.\memory_leak_report.txt 
ReportTo = both

VLD工具原理

    下面我們來看看VLD是如何工作的。在VisualC++中內(nèi)置工具CRT Debug Heap工具，在使用Debug版本分配內(nèi)存時(shí)，它會(huì)在內(nèi)存塊中記錄分配該內(nèi)存的文件名和行號(hào)。當(dāng)程序退出時(shí)CRT會(huì)在main函數(shù)返回時(shí)做一些清理工作，此時(shí)檢查調(diào)試堆內(nèi)存，如果仍然有內(nèi)存沒釋放，則一定存在內(nèi)存泄漏問題。從這些沒有被釋放的內(nèi)存塊的頭中可以得到文件名和行號(hào)。這種靜態(tài)的方法可以檢查出內(nèi)存泄漏，但是不知道泄漏究竟是怎么發(fā)生的，也不知道該內(nèi)存分配語句是如何被執(zhí)行到的，想要了解這些必須對(duì)內(nèi)存分配過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤。VLD就是這樣做的，在每次內(nèi)存分配的時(shí)候記錄其上下文，當(dāng)程序退出時(shí)對(duì)檢測到的內(nèi)存泄漏查找其上下文信息，并轉(zhuǎn)換成報(bào)告輸出到Output中。

初始化

    VLD要記錄每次的內(nèi)存分配，它通過Windows提供的分配鉤子allocation hooks來監(jiān)視調(diào)試堆內(nèi)存的分配。它是一個(gè)用戶自定義的回調(diào)函數(shù)，在每次從堆中分配內(nèi)存之前被調(diào)用，在初始化是VLD使用_CrtSetAllocation注冊(cè)這個(gè)鉤子函數(shù)。
全局變量在程序初始化時(shí)就初始化，如果將VLD作為一個(gè)全局變量就可以與程序一起啟動(dòng)，但是C/C++并沒有約定全局變量初始化的順序，如果其它全局變量的構(gòu)造函數(shù)中有內(nèi)存分配則可能無法檢測到。因此，VLD使用C/C++提供的#pragma init_seg來減少其它全局變量在它之前進(jìn)行初始化。根據(jù)#pragma init_seg的定義，全局變量初始化分為3個(gè)階段，首先是compiler階段，一般進(jìn)行C語言運(yùn)行時(shí)庫的初始化；然后是lib段，一般用于第三方類庫的初始化扽；最后是user段，大部分的初始化都在這個(gè)階段進(jìn)行。

記錄內(nèi)存分配

    一個(gè)內(nèi)存分配鉤子函數(shù)需要具有如下的定義：
int AllocHook(int allocType, void*userData, size_t size,int blockType, long requestNumber, onst unsigned char*filename, int lineNumber);
    該函數(shù)需要在VLD初始化時(shí)被注冊(cè)，每次從堆中分配內(nèi)存前被調(diào)用，它需要處理的事情就是記錄下此時(shí)的調(diào)用堆棧和此時(shí)堆內(nèi)存分配的唯一標(biāo)識(shí)requestNumber。
得到當(dāng)前堆棧的二進(jìn)制表示并不是很復(fù)雜的事情，但是因?yàn)椴煌捏w系結(jié)構(gòu)、不同的編譯器、不同的操作系統(tǒng)所產(chǎn)生的堆棧內(nèi)容是不一樣的，要解釋堆棧并得到整個(gè)函數(shù)的調(diào)用過程比較復(fù)雜。不過Windows提供了一個(gè)StackWalk64函數(shù)可以獲得堆棧的內(nèi)容。
    VLD是常用的C/C++內(nèi)存泄漏檢查工具，可以在ViusalC++中使用，在Viusal Studio 2008和2010中使用需要注意兩點(diǎn)：
    1）  版本問題：VLD已經(jīng)更新到2.2版本，修正了許多bug，而且在2010版本下工作良好，VisualC++ 6.0推薦使用1.0版本，1.9b版本不是很穩(wěn)定不建議使用，2.2版本的下載網(wǎng)址為http://vld..
    2）  設(shè)置變化：VC++Directories設(shè)置已經(jīng)變化位置，在2010中設(shè)置過程如下：
View | Other Window | Property Manager
Go to "VC++ Directories" settings
Set include folder path
Set lib folder path
    點(diǎn)OK，我們就設(shè)置好了include和lib目錄。

使用問題

問題1：VLD 1.9

    在vista下使用vld的使用，總是出現(xiàn)錯(cuò)誤無法正常工作，后來經(jīng)過搜索，在http://www./KB/applications/visualleakdetector.aspx
上的評(píng)論中找到了解決的方法：
    評(píng)論“Solution forrunning 1.9 beta on Visual Studio 2008 with Vista ”給出了解決方法：
評(píng)論1：
VLD keptcrashing when trying to use 1.9g beta on Windows Vista, visual studio 2008. Itried all the suggestions on here and nothing worked. But I finally figured itout.
when you make a project in visual C++ 2008,it sets some strange advanced Linker properties that cause VLD to crash:
I changedLinker->Advanced->Randomized Base Address from Enable Image Randomization(/DYNAMICBASE) to Disable Image Randomization (/DYNAMICBASE:NO)
Then I changed Linker->Advanced->DataExecution Prevention from Image is compatible with DEP (/NXCOMPAT) to Default
And now it works perfectly
Please let me know if this helped you!It'll make me feel better for spending a whole day trying to get it working!
 -Nadav
評(píng)論2：
The base address randomization seems to benot necessary. Just disable DEP.
   大致的意思是說，只需要禁用DEP即可，
   在工程的“屬性”->“鏈接器”->“高級(jí)”->數(shù)據(jù)執(zhí)行保護(hù)（DEP），設(shè)為“默認(rèn)”（default）或者“映像與 DEP 不兼容(/NXCOMPAT:NO)“ 即可。（修改后好像不可用）。
  注：這個(gè)選項(xiàng)只針對(duì)Vista有效?。。?/pre>
問題2：VLD 2.2.3
    在項(xiàng)目中使用了visual leak detector，調(diào)試時(shí)程序無法啟動(dòng)報(bào)錯(cuò)“應(yīng)用程序正常啟動(dòng)失敗(0xc0150002)”。
    解決流程：
    查看vs輸出信息最后一條是：
Theprogram '[3980] MobileSignalAnalyzer.exe: Native' has exited with code-1072365566 (0xc0150002)
    在網(wǎng)上多方查找有：
http://blog.csdn.net/evilswords/article/details/5698851
http://blog.csdn.net/brook0344/article/details/6685724
    這兩篇有解決辦法，就是把VLD中的這兩個(gè)復(fù)制到執(zhí)行文件夾下就正常了
Microsoft.VC90.CRT.manifest
Microsoft.DTfW.DHL.manifest
    產(chǎn)生原因：
    VC2003、VC2005、VC2008及其后續(xù)版本，對(duì)底層最基本的CRT、MFC、ATL庫都進(jìn)行了重構(gòu)，為了避免不同版本的庫引起沖突，重構(gòu)后的庫文件一般放在C://windows/WinSxS 文件夾中,并用特定的文件夾/文件名稱進(jìn)行標(biāo)識(shí)；
    與VC6不同, VC2003、VC2005、VC2008及其后續(xù)版本，引入了manifest清單的概念，即應(yīng)用程序編譯后會(huì)同時(shí)生成對(duì)應(yīng)的.manifest文件,并將該.manifest文件作為資源編譯到dll或者exe中去。.manifest文件實(shí)際上是一個(gè)XML格式的文本文件，里面記錄了dll或exe中要引用的CRT、MFC、ATL庫的版本和名稱。VC6編譯的應(yīng)用程序?qū)RT、MFC、ATL的dll都是直接調(diào)用，而VC2003、VC2005、VC2008編譯的程序都是先查詢編譯到資源中的manifest中的記錄，然后按照記錄提供的版本和名稱去搜尋對(duì)應(yīng)的CRT、MFC、ATL庫以及隨庫發(fā)布的.manifest文件，搜尋的路徑包括當(dāng)前目錄、C://windows/WinSxS等等，如果沒有找到對(duì)應(yīng)的庫文件，則提示“應(yīng)用程序正常初始化失敗”。