安全程式設計 c 野指標和記憶體洩漏

儘管c++ 野指標和記憶體洩漏一直被詬病，但是在實時性很強的應用場合，c++ 仍然是不二之選。遊戲伺服器開發仍然使用c++ 作為主語言，但是大多結合動態指令碼技術，一方面規避了野指標和記憶體洩露，一方面獲得了開發效率和擴充套件性的紅利。但指令碼技術不是本文的討論重點，事實上關於c++ 與 lua的技術文章我也一直在整理中，將會另文別述。今天主要說說在使用c++過程中，如何避免和解決野指標和記憶體洩漏問題。

野指標的出現會導致程式崩潰，這是每個人都不願意看到的。linux會生成coredump檔案，可用gdb分析。win下可以註冊unexception獲取呼叫堆疊，將錯誤資訊寫到檔案中。先分析一下通常出現野指標的場景：

class monster_t}}

問題就在於，m_attack有值，但是對應的物件已經被銷毀了。這是大部分野指標出現原因。分析類之間關係可知，monster_t 和 player_t是0-1的關係，monster_t引用player_t，但是player_t甚至都不知道有乙個（或n個）monster 引用了自己。所以當player被銷毀時，很難做到把所有引用該player_t的地方全部重置。這種問題其實比較常見，比如player中引用connection，而connection又是被網路層管理生命週期的，也同樣容易產生野指標情況。常見的解決方式是：

class monster_t}}

另外一種與之相似的方式：

class monster_t
else}}

梳理野指標的產生原因後，我們其實需要的是這樣的指標：

一種指標，引用了另乙個物件的位址（不然就不是指標了），當目標物件銷毀時，該指標自然指向null，而不需要目標物件主動通知重置。

幸運的是，這種指標已經有了，就是weak_ptr; 在boost庫中，sharedptr,scopedptr,weakptr統稱為smartptr。可以盡量使用智慧型指標，避免野指標。本人建議盡量使用shared_ptr結合weak_ptr使用。scoped_ptr本人使用的較少，只是在建立執行緒物件的時候使用，正好符合不能複製的語義。使用shared_ptr和weak_ptr的示例**：

class
monster_t
public
: 
void
handle_ai()}}

有人問monster_t為什麼不直接使用shared_ptr，如果使用shared_ptr就不符合現實的模型了，monster_t顯然不應該控制player_t的生命週期，如果使用了shared_ptr，那麼可能導致player_t被延遲析構，甚至會導致記憶體暴漲。這也是shared_ptr的使用誤區，所以本人建議盡量shared_ptr和weak_ptr結合用，否則野指標問題解決了，記憶體洩漏問題又來了。

野指標問題可以通過採用良好的程式設計正規化，盡量規避，但總計c++規避記憶體洩漏的方法卻很為難，簡單而言盡量保證物件的分配和釋放（分別）是單個入口的，這樣大部分問題都可以攔截在code review階段。那麼怎麼檢測記憶體洩漏呢？

首先說明本方法區別於valgrind等工具，該工具是除錯期進行的檢測，本文**的是執行期的檢測，確切說是執行期定時輸出所有物件的數量到日誌中。

首先定義分配、釋放物件的介面：

templatet* new_obj()
templatet* new_obj(arg1 arg1)
templatet* new_obj(arg1 arg1, arg2 arg2)
templatet* new_array(int n)

為了節省篇幅，這裡只列舉了三種構造的**，當分配物件時，對應的型別數量增加1，obj_counter 使用原子操作為每一種型別記錄其數量。

class obj_counter_i
virtual ~ obj_counter_i(){}
void inc(int n) 
void dec(int n) 
long val() const
virtual string get_name() 
protected:
volatile long m_ref_count;
};templateclass obj_counter_t: public obj_counter_i
virtual string get_name() 
};

相應的當物件被釋放的時候，對應的物件數量減一，示例**如下：

templatevoid del_obj(t* p)
}

這樣就做到了所有的物件的數量都被記錄了，可以定時的將物件數量輸出到檔案：

class obj_counter_summary_t
mapget_all_obj_num()
return ret;
}void dump(const string& path_)
;snprintf(buff, sizeof(buff), "obj,num,%s\n", tmp_buff);
tmp_fstream << buff;
for (; it != ret.end(); ++it)
tmp_fstream.flush();
}protected:
listm_all_counter;
};

檔案內容data:

總結：

全部示例**：

安全程式設計 c 野指標和記憶體洩漏

關於記憶體洩漏，野指標

記憶體洩漏與野指標

c 徹底消滅記憶體洩漏野指標下篇

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