【C语言】关于内存泄漏的那些事

发布网友 发布时间：2024-09-27 05:59

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热心网友 时间：2024-10-02 06:31

1 嵌入式设备中，内存泄漏问题往往会影响到设备的正常运行，有长时间运行后程序复位、设备重启等形式，一旦出现此问题影响还是很严重的。

2 相关岗位的面试过程中，关于内存的理解是很重要的一方面。

2 什么叫内存泄漏？

堆内存的使用流程：申请->操作&使用->释放，整个过程是使用内存地址进行串联

内存泄漏是指在需要释放时没有被释放，或者无法释放。该内存就一直被占，无人释放也无人使用，内存空间本就宝贵，某段内存一直被占且无人使用且无法释放，就相当于该段内存无用了被迫遗弃了，故称之为内存泄漏。

如果这种无用的内存过多，就会造成正常程序无内存可用，严重的会造成程序崩溃，所以内存泄漏是比较严重的问题。

3 C语言内存基本分区简介

了解完内存泄漏，我们还需要了解内存的基本分类，清楚到底是什么样的内存容易泄漏。

对C语言来讲，内存的主要分区为：栈区、堆区、数据区、代码区、常量存储区，非只读的是前三种，栈区是系统自动分配释放，堆区则需要程序员手动申请释放，任何事情涉及到手动往往就会出问题，就比如今天聊的“内存泄漏”。

因为堆区无法想栈区一样自动分配和释放，需要程序员在自主管理，因此内存泄漏只会出现在堆内存中。

4 堆内存的获取方法

常规从堆中获取内存的方法为：使用malloc函数申请固定长度的内存，函数返回的是该段内存的首地址

实际使用过程中，malloc的操作往往是在某一函数中完成的，且大概率这一函数会向外传递申请到的内存指针，对于该函数传递指针的常用方法有两种

方法1：使用某函数返回值给指针赋值，如：

方法2：使用某函数的入参给双重指针赋值，如

5 错误案例描述

基于以上常规的基础操作，我们复现一下内存泄漏的经典案例

错误1：p_main在func_get_ptr中被替换，造成位置1申请的内存首地址被替换为位置2申请的内存，从而在main函数中释放p_main时实际释放的位置2的内存，位置1的内存没有被释放而泄漏

错误2：没有接收func_ret_ptr函数的返回值，程序继续执行，造成直接丢失了位置2申请的内存，内存泄漏

错误3：func_ret_ptr返回内存首地址后没有作free处理，造成内存泄漏

错误4：如果某个结构化元素需要申请堆内存，同时结构化元素内部也需要申请堆内存，释放时单纯释放了p_param结构体的内存，遗漏了p_content指针所指向的内存，一旦p_param被释放，p_content保存的地址也无从查起，造成内存泄漏。

6 总结内存泄漏的主要原因

1、指针内容被覆盖而无法释放：函数内有局部指针变量定义，对该局部指针有获取内存的操作，在函数返回前没有释放该内存，也未保存到其他全局变量或返回上一级函数。或者是某一函数指针覆盖了另一个指针，造成被覆盖的指针地址丢失而无法释放。如错误1

2、内存申请被遗忘：如错误2

3、申请内存和释放内存没有配对处理：如错误3

4、结构化数据中，外层指针被释放，内层指针数据丢失而无法释放：如错误4

7 如何检查内存泄漏？

1 自主申请的内存需要有释放内存的接口相配对，养成良好的编程习惯，特别是在结构化数据中需要多次申请内存时，内存地址作为函数返回值时也要注意是否被正确处理。

2 在对指针赋值前，一定要确保没有内存位置会变为孤立的。特别是对某函数中局部变量操作时。

3 如果有局部变量，并且有对局部变量赋值的操作，要检查函数的返回的指针到底是指向什么？是全局变量、静态数据还是堆内存？如果代码中有不熟悉的接口，要找到对应接口文档或源代码分析，保证不要出现不必要的错误；

4 如果函数中有对局部指针有内存申请的操作，那么要检查被保存的是全局变量吗？会被作为函数返回值吗？如果都不是的话，那要排查函数所有的“return”的地方，要保证内存被正确释放，不占用内存。

8 文章参考

https://blog.csdn.net/AuroraSmith/article/details/126647527

https://blog.csdn.net/weixin_28730665/article/details/117185882

http://c.biancheng.net/view/385.html

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