嵌入式開發(fā)如何預防內存泄漏呢？

1 前言

最近部門不同產品接連出現(xiàn)內存泄漏導致的網(wǎng)上問題，具體表現(xiàn)為單板在現(xiàn)網(wǎng)運行數(shù)月以后，因為內存耗盡而導致單板復位現(xiàn)象。 ???

一方面，內存泄漏問題屬于低級錯誤，此類問題遺漏到現(xiàn)網(wǎng)，影響很壞；另一方面，由于內存泄漏問題很可能導致單板運行固定時間以后就復位，只能通過批量升級才能解決，實際影響也很惡劣。 ????

同時，接連出現(xiàn)此類問題，尤其是其中一例問題還是我們老員工修改引入，說明我們不少員工對內存泄漏問題認識還是不夠深刻的。 ????

本文通過介紹內存泄漏問題原理及檢視方法，希望后續(xù)能夠從編碼檢視環(huán)節(jié)就杜絕此類問題發(fā)生。 ????

說明：預防內存泄漏問題有多種方法，如加強代碼檢視、工具檢測和內存測試等，本文聚集于開發(fā)人員能力提升方面。

2 內存泄漏問題原理

2.1堆內存在C代碼中的存儲方式

內存泄漏問題只有在使用堆內存的時候才會出現(xiàn)，棧內存不存在內存泄漏問題，因為棧內存會自動分配和釋放。C代碼中堆內存的申請函數(shù)是malloc，常見的內存申請代碼如下：

?

由于malloc函數(shù)返回的實際上是一個內存地址，所以保存堆內存的變量一定是一個指針（除非代碼編寫極其不規(guī)范）。再重復一遍，保存堆內存的變量一定是一個指針，這對本文主旨的理解很重要。

當然，這個指針可以是單指針，也可以是多重指針。 ???

malloc函數(shù)有很多變種或封裝，如g_malloc、g_malloc0、VOS_Malloc等，這些函數(shù)最終都會調用malloc函數(shù)。

?

2.2堆內存的獲取方法

看到本小節(jié)標題，可能有些同學有疑惑，上一小節(jié)中的malloc函數(shù)，不就是堆內存的獲取方法嗎？的確是，通過malloc函數(shù)申請是最直接的獲取方法，如果只知道這種堆內存獲取方法，就容易掉到坑里了。

一般的來講，堆內存有如下兩種獲取方法： ????

方法一： ????

將函數(shù)返回值直接賦給指針，一般表現(xiàn)形式如下：

?

該類涉及到內存申請的函數(shù)，返回值一般都指針類型，例如：

方法二： ????

將指針地址作為函數(shù)返回參數(shù)，通過返回參數(shù)保存堆內存地址，一般表現(xiàn)形式如下：

該類涉及到內存申請的函數(shù)，一般都有一個入?yún)⑹请p重指針，例如：

?

前面說通過malloc申請內存，就屬于方法一的一個具體表現(xiàn)形式。其實這兩類方法的本質是一樣的，都是函數(shù)內部間接申請了內存，只是傳遞內存的方法不一樣，方法一通過返回值傳遞內存指針，方法二通過參數(shù)傳遞內存指針。

2.3內存泄漏三要素

最常見的內存泄漏問題，包含以下三個要素： ????

要素一： ????函數(shù)內有局部指針變量定義； ????

要素二： ????對該局部指針有通過上一小節(jié)中“兩種堆內存獲取方法”之一獲取內存； ????

要素三： ????在函數(shù)返回前（含正常分支和異常分支）未釋放該內存，也未保存到其它全局變量或返回給上一級函數(shù)。 ?

2.4內存釋放誤區(qū)

稍微使用過C語言編寫代碼的人，都應該知道堆內存申請之后是需要釋放的。

但為何還這么容易出現(xiàn)內存泄漏問題呢？一方面，是開發(fā)人員經驗不足、意識不到位或一時疏忽導致；另一方面，是內存釋放誤區(qū)導致。

很多開發(fā)人員，認為要釋放的內存應該局限于以下兩種： ???

1） 直接使用內存申請函數(shù)申請出來的內存，如malloc、g_malloc等； ???

2）該開發(fā)人員熟悉的接口中，存在內存申請的情況，如iBMC的兄弟，都應該知道調用如下接口需要釋放list指向的內存：

???

?按照以上思維編寫代碼，一旦遇到不熟悉的接口中需要釋放內存的問題，就完全沒有釋放內存的意識，內存泄漏問題就自然產生了。

3 內存泄漏問題檢視方法

檢視內存泄漏問題，關鍵還是要養(yǎng)成良好的編碼檢視習慣。與內存泄漏三要素對應，需要做到如下三點： ????

1）在函數(shù)中看到有局部指針，就要警惕內存泄漏問題，養(yǎng)成進一步排查的習慣 ???

2）分析對局部指針的賦值操作，是否屬于前面所說的“兩種堆內存獲取方法”之一，如果是，就要分析函數(shù)返回的指針到底指向啥？是全局數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)還是堆內存？對于不熟悉的接口，要找到對應的接口文檔或源代碼分析；又或者看看代碼中其它地方對該接口的引用，是否進行了內存釋放； ???

3）如果確認對局部指針存在內存申請操作，就需要分析該內存的去向，是會被保存在全局變量嗎？又或者會被作為函數(shù)返回值嗎？如果都不是，就需要排查函數(shù)所有有”return“的地方，保證內存被正確釋放。

來源：https://my.oschina.net/u/4526289/blog/4539592





審核編輯：劉清