淺談內存洩漏
對於一個c/c++程序員來說，內存洩漏是一個常見的也是令人頭疼的問題。已經有許多技術被研究出來以應對這個問題，比如Smart Pointer，Garbage Collection等。Smart Pointer技術比較成熟，STL中已經包含支持Smart Pointer的class，但是它的使用似乎並不廣泛，而且它也不能解決所有的問題；Garbage Collection技術在Java中已經比較成熟，但是在c/c++領域的發展並不順暢，雖然很早就有人思考在C++中也加入GC的支持。現實世界就是這樣的，作為一個c/c++程序員，內存洩漏是你心中永遠的痛。不過好在現在有許多工具能夠幫助我們驗證內存洩漏的存在，找出發生問題的代碼。
內存洩漏的定義
一般我們常說的內存洩漏是指堆內存的洩漏。堆內存是指程序從堆中分配的，大小任意的（內存塊的大小可以在程序運行期決定），使用完後必須顯示釋放的內存。應用程序一般使用malloc，realloc，new等函數從堆中分配到一塊內存，使用完後，程序必須負責相應的調用free或delete釋放該內存塊，否則，這塊內存就不能被再次使用，我們就說這塊內存洩漏了。以下這段小程序演示了堆內存發生洩漏的情形：
void MyFunction(int nSize)
{
char* p= new char[nSize];
if( !GetStringFrom( p, nSize ) ){
MessageBox(“Error”);
return;
}
…//using the string pointed by p;
delete p;
}
例一
當函數GetStringFrom（）返回零的時候，指針p指向的內存就不會被釋放。這是一種常見的發生內存洩漏的情形。程序在入口處分配內存，在出口處釋放內存，但是c函數可以在任何地方退出，所以一旦有某個出口處沒有釋放應該釋放的內存，就會發生內存洩漏。
廣義的說，內存洩漏不僅僅包含堆內存的洩漏，還包含系統資源的洩漏（resource leak），比如核心態HANDLE，GDI Object，SOCKET， Interface等，從根本上說這些由操作系統分配的對象也消耗內存，如果這些對象發生洩漏最終也會導致內存的洩漏。而且，某些對象消耗的是核心態內存，這些對象嚴重洩漏時會導致整個操作系統不穩定。所以相比之下，系統資源的洩漏比堆內存的洩漏更為嚴重。
GDI Object的洩漏是一種常見的資源洩漏：
void CMyView::OnPaint( CDC* pDC )
{
CBitmap bmp;
CBitmap* pOldBmp;
bmp.LoadBitmap(IDB_MYBMP);
pOldBmp = pDC->SelectObject( &bmp );
…
if( Something() ){
return;
}
pDC->SelectObject( pOldBmp );
return;
}
當函數Something（）返回非零的時候，程序在退出前沒有把pOldBmp選回pDC中，這會導致pOldBmp指向的HBITMAP對象發生洩漏。這個程序如果長時間的運行，可能會導致整個系統花屏。這種問題在Win9x下比較容易暴露出來，因為Win9x的GDI堆比Win2k或NT的要小很多。
內存洩漏的發生方式：
以發生的方式來分類，內存洩漏可以分為4類：
1. 常發性內存洩漏。發生內存洩漏的代碼會被多次執行到，每次被執行的時候都會導致一塊內存洩漏。比如例二，如果Something（）函數一直返回True，那麼pOldBmp指向的HBITMAP對象總是發生洩漏。
2. 偶發性內存洩漏。發生內存洩漏的代碼只有在某些特定環境或操作過程下才會發生。比如例二，如果Something（）函數只有在特定環境下才返回True，那麼pOldBmp指向的HBITMAP對象並不總是發生洩漏。常發性和偶發性是相對的。對於特定的環境，偶發性的也許就變成了常發性的。所以測試環境和測試方法對檢測內存洩漏至關重要。
3. 一次性內存洩漏。發生內存洩漏的代碼只會被執行一次，或者由於算法上的缺陷，導致總會有一塊僅且一塊內存發生洩漏。比如，在類的構造函數中分配內存，在析構函數中卻沒有釋放該內存，但是因為這個類是一個Singleton，所以內存洩漏只會發生一次。另一個例子：
char* g_lpszFileName = NULL;
void SetFileName( const char* lpcszFileName )
{
if( g_lpszFileName ){
free( g_lpszFileName );
}
g_lpszFileName = strdup( lpcszFileName );
}
例三
如果程序在結束的時候沒有釋放g_lpszFileName指向的字符串，那麼，即使多次調用SetFileName（），總會有一塊內存，而且僅有一塊內存發生洩漏。
4. 隱式內存洩漏。程序在運行過程中不停的分配內存，但是直到結束的時候才釋放內存。嚴格的說這裡並沒有發生內存洩漏，因為最終程序釋放了所有申請的內存。但是對於一個服務器程序，需要運行幾天，幾周甚至幾個月，不及時釋放內存也可能導致最終耗盡系統的所有內存。所以，我們稱這類內存洩漏為隱式內存洩漏。舉一個例子：
class Connection
{
public:
Connection( SOCKET s);
~Connection();
…
private:
SOCKET _socket;
…
};
class ConnectionManager
{
public:
ConnectionManager(){
}
~ConnectionManager(){
list ::iterator it;
for( it = _connlist.begin(); it != _connlist.end(); ++it ){
delete （*it）;
}
_connlist.clear();
}
void OnClientConnected( SOCKET s ){
Connection* p = new Connection(s);
_connlist.push_back(p);
}
void OnClientDisconnected( Connection* pconn ){
_connlist.remove( pconn );
delete pconn;
}
private:
list _connlist;
};
例四
假設在Client從Server端斷開後，Server並沒有呼叫OnClientDisconnected（）函數，那麼代表那次連接的Connection對象就不會被及時的刪除（在Server程序退出的時候，所有Connection對象會在ConnectionManager的析構函數裡被刪除）。當不斷的有連接建立、斷開時隱式內存洩漏就發生了。
從用戶使用程序的角度來看，內存洩漏本身不會產生什麼危害，作為一般的用戶，根本感覺不到內存洩漏的存在。真正有危害的是內存洩漏的堆積，這會最終消耗盡系統所有的內存。從這個角度來說，一次性內存洩漏並沒有什麼危害，因為它不會堆積，而隱式內存洩漏危害性則非常大，因為較之於常發性和偶發性內存洩漏它更難被檢測到。
