Question

我有一些代码有内存泄漏，因为它在shared_ptr个实例之间获取循环引用（这是两个shared_ptr实例指向对象的对象，每个对象都有一个内部shared_ptr引用这意味着任何类都不会被销毁，因为每个类实例仍然被另一个类实例使用，导致内存泄漏。在某些情况下，它是一个类的shared_ptr个实例。引用本身，也。）

通过Valgrind运行代码很有帮助，因为它告诉我最初分配内存的位置，但这不是循环引用的来源。我需要找到特定共享指针（Valgrind抱怨的那个）的引用计数递增的所有位置，因为其中一个必须更改为weak_ptr来解决问题。

如何选择特定的shared_ptr并获取其引用计数增加的所有源行的列表？

我在Linux下使用GCC / GDB和Valgrind运行，但平台中立的解决方案将受到欢迎。

以下是一些演示此问题的示例代码：

#include <boost/shared_ptr.hpp>

struct Base {
    int i;
};
struct A: public Base {
    int a;
    boost::shared_ptr<Base> ptrInA;
};
struct B: public Base {
    int b;
    boost::shared_ptr<Base> ptrInB;
};

int main(void)
{
    boost::shared_ptr<A> a(new A);   // Line 17
    boost::shared_ptr<B> b(new B);
    a->ptrInA = b;                   // Line 19
    b->ptrInB = a;
    return 0;
}

在Valgrind下运行时，它说：

HEAP SUMMARY:
    in use at exit: 96 bytes in 4 blocks
  total heap usage: 4 allocs, 0 frees, 96 bytes allocated

96 (24 direct, 72 indirect) bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 4 of 4
   at 0x4C2A4F0: operator new(unsigned long) (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
   by 0x40099A: main (test.cpp:17)

LEAK SUMMARY:
   definitely lost: 24 bytes in 1 blocks
   indirectly lost: 72 bytes in 3 blocks

我正在寻找一个解决方案，它将指向源文件中的第19-20行作为循环的可能原因，因此我可以检查代码并决定是否需要更改它。

Answer 1

您遇到设计错误。因此，您需要使用设计调试工具。

拿一支笔和一张纸。
为每个类类型绘制一个矩形。从包含shared_ptr的每个类中绘制一个箭头到它所持有的类如果你找到一个圆圈，那就是你的问题。

现在，每个箭头或链接都是通过shared_ptr赋值在某处创建的看看可疑箭头，那些关闭圆圈的箭头，看看它们是否被正确释放。

Answer 2

虽然Yochai Timmer的方法适用于较小的项目，但我最近不得不在相当大的代码库上工作，使用shared_ptr，Boost变体，到处都是。这是在Windows上，UI是在MFC之上完成的，主CWinApp派生的应用程序类由shared_ptr指向。并且它永远不会被破坏，导致一大堆析构函数没有被调用，结果出现了一些令人讨厌的行为。

在尝试了各种检漏仪之后，我通过让调试器在访问有问题的shared_ptr的第一行中断，然后搜索相关的标题直到找到参考计数器的确切位置来解决问题。然后我在参考计数器的地址中添加了一个内存断点，并且每次递增/递减都会使VS调试器中断，直到ref ctr的值无法回退到其正常状态＆＃39;值。

就我而言，我知道shared_ptr不应该有参考计数＆gt; 2，应用程序的初始化完成后。当它达到3并且再也没有回到2时，我知道我发现了泄漏。而内存断点只需要大约1000次左右......

是的，我确定有更好的方法来追踪涉及shared_ptr的内存泄漏，但如果所有其他方法都失败了，那么总是采用暴力方法来观察参考计数器。当然，详细信息取决于您的shared_ptr实施以及您的申请的组织方式。

Answer 3

基于@dandan78 的方法。这是一个更详细的 GDB 示例。

main.cpp：

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

#define DBG(msg) std::cout << msg << std::endl;

class A {
    public:
        A(int i) {
            mI = i;
            DBG("A() this:"<<this<<" i:"<<mI);
        }
        ~A() {
            DBG("~A() this:"<<this<<" i:"<<mI);
        }
    private:
        int mI = 0;
};

int main() {
    std::shared_ptr<A> p1(new A(0x12345678));
    DBG("p1 use_count:"<<p1.use_count());
    {
        auto p2 = p1;
        DBG("p1 use_count:"<<p1.use_count());
        DBG("p2 use_count:"<<p2.use_count());
        auto p3 = p1;
        DBG("p1 use_count:"<<p1.use_count());
        DBG("p2 use_count:"<<p2.use_count());
        DBG("p3 use_count:"<<p3.use_count());
    }
    DBG("p1 use_count:"<<p1.use_count());
    return 0;
}

生成文件：

CXXFLAGS = -O0 -ggdb

main: main.cpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $@ $<

程序的输出：

A() this:0x6c6fb0 i:305419896
p1 use_count:1
p1 use_count:2
p2 use_count:2
p1 use_count:3
p2 use_count:3
p3 use_count:3
p1 use_count:1
~A() this:0x6c6fb0 i:305419896

编译并运行 gdb（不要将 # 注释粘贴到 gdb）：

make
gdb main 2>&1 | tee out.log

GDB 会话：

(gdb) b main.cpp:23   # right after the p1 initialization
(gdb) r
Thread 1 hit Breakpoint 1, main () at main.cpp:23
(gdb) x/2xg &p1
0x62fe00:       0x0000000000fd4a10      0x0000000000fd4a50
# First pointer points to the target A object, sencond points to the reference counter
# Inspect the refcount data:
(gdb) x/4xw 0x0000000000fd4a50
0xfd4a50:       0x00405670      0x00000000      0x00000003      0x00000001
# The third integer is use_count of the shared_ptr, which can be printed by:
(gdb) x/1xw 0x0000000000fd4a50 + 8
0xfd4a58:       0x00000001

# Add a watchpoint for the use_count address
(gdb) watch *(int*)(0x0000000000fd4a50 + 8)
Hardware watchpoint 2: *(int*)(0x0000000000fd4a50 + 8)
# Add commands for the new watchpoint 2:
(gdb) commands 2
bt             # backtrace
c              # continue
end            # end of the handler script

(gdb) c        # Continue the program

现在您可以检查 out.log 文件并分析 use_count 发生变化的所有回溯。

也可以直接添加 gdb 观察点：

watch *(*((int**)(&p1) + 1) + 2)
                   ^--------------- the shared_ptr variable
                         ^--------- +1 pointer to the right (+8 bytes in 64bit programm)
                              ^---- +2 integers to the right (+8 bytes)

如果您使用优化进行编译，则 shared_ptr 变量可能已被优化掉。只需直接在您的代码中打印它，然后获取 shared_ptr 对象的地址并将其粘贴到您的 gdb 会话中：

std::cout << "p1:" << (void*)&p1 << std::endl;

查找shared_ptr的引用计数增加的位置

3 个答案: