Valgrind基本用法

介绍

valgrind 是一套linux下的开源仿真调试工具集，遵循GPLv2许可协议，可以用于内存调试，内存泄漏检测以及性能分析。

valgrind包含下列一些工具：

Memcheck：内存错误检测器，这是最常用的工具，用于检测程序中的内存问题，如泄露、越界、非法指针等。memcheck会检测所有对内存的去写操作，一切对malloc()/free()/new/delete的调用都会被捕获，所以能检测以下问题：

对未初始化内存的使用；
读/写释放后的内存块；
读/写超出 malloc 分配的内存块；
读/写不适当的栈中内存块；
内存泄漏，指向一块内存的指针永远丢失；
不正确的 malloc/free 或 new/delete 匹配；
memcpy() 相关函数中的 dst 和 src 指针重叠。

Helgrind：它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发觉的错误。Helgrind实现了名为Eraser的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。不过，Helgrind仍然处于实验状态。

Massif：堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。

Massif对内存的分配和释放做profile。程序开发者通过它可以深入了解程序的内存使用行为，从而对内存使用进行优化。这个功能对C++尤其有用，因为C++有很多隐藏的内存分配和释放。

安装

 linux安装口令Debian 和 Ubuntu 可使用 apt 安装sudo apt install valgrind

实例

实例1：

1.新建一个memoryleak.c文件

新建一个c文件memoryleak.c，使用malloc申请一块内存空间，但是不释放，如下：

 #include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main() {int *arr = malloc(sizeof(int) * 100);return 0;}

2.编译c文件

 gcc -g -o memoryleak memoryleak.c

3.运行valgrind

 valgrind 默认是运行memcheckvalgrind ./memoryleak

4.运行结果显示

 ==320== Memcheck, a memory error detector==320== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.==320== Using Valgrind-3.18.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info==320== Command: ./memoryleak==320== ==320== ==320== HEAP SUMMARY:==320==     in use at exit: 400 bytes in 1 blocks==320==   total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 400 bytes allocated==320== ==320== LEAK SUMMARY:==320==    definitely lost: 400 bytes in 1 blocks==320==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks==320==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks==320==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks==320==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks==320== Rerun with --leak-check=full to see details of leaked memory==320== ==320== For lists of detected and suppressed errors, rerun with: -s==320== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

可以看到第9行显示，申请了1个 400 字节的内存空间，但是没有释放。

添加--leak-check=full参数，可以看到内存泄漏的更多细节。

 ==426== Memcheck, a memory error detector==426== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.==426== Using Valgrind-3.18.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info==426== Command: ./memoryleak==426== ==426== ==426== HEAP SUMMARY:==426==     in use at exit: 400 bytes in 1 blocks==426==   total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 400 bytes allocated==426== ==426== 400 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1==426==    at 0x483F7B5: malloc (vg_replace_malloc.c:381)==426==    by 0x10914A: main (memoryleak.c:6)==426== ==426== LEAK SUMMARY:==426==    definitely lost: 400 bytes in 1 blocks==426==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks==426==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks==426==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks==426==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks==426== ==426== For lists of detected and suppressed errors, rerun with: -s==426== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 0 from 0)

可以看到第13行显示，内存泄漏发生在 memoryleak.c 的第6行代码。

实例2：

接着，我们增加一行代码修复内存泄漏

 #include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main() {int *arr = malloc(sizeof(int) * 100);free(arr);return 0;}

1.编译

 gcc -g -o memoryleak memoryleak.c

2.运行valgrind

  valgrind ./memoryleak
==484== Memcheck, a memory error detector
==484== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==484== Using Valgrind-3.18.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==484== Command: ./memoryleak
==484==
==484==
==484== HEAP SUMMARY:
==484==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==484==   total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 400 bytes allocated
==484==
==484== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==484==
==484== For lists of detected and suppressed errors, rerun with: -s
==484== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

可以看到内存泄漏已经消除。