Valgrind 介绍

一、Valgrind （https://www.valgrind.org/）

Valgrind 是一个框架，基于这个框架可以开发自定义的分析程序各个部分的独立工具。譬如：监测内存管理、线程运行，cache、堆内存的分配释放、线程锁、线程共享内存的非同步访问。当发生程序异常：内存泄漏、访问野指针、死锁、内存共享内存在未加锁时访问等等 valgrind 工具会记录当前的调用栈、已经异常访问的代码函数。通过这个信息，可以节省时序bug、内存泄漏、野指针几个小时的debug时间。

当前Valgrind工具包已经成熟的7个工具：

1个内存错误检测

2个线程错误监测

1个cache 和 branch-prediction profiler

1个call-graph generating cache and branch-prediction profiler

2个不同的heap profilers

其他的工具，正在开发工程中。。。

Valgrind 开源免费, 基于 GNU General Public License, version 2协议。

二、工具介绍

1. Memcheck

检测内存管理方面的问题。主要针对C和C++ 程序。memcheck 会监测内存每一次的读和写，会监测 malloc/new/free/delete的执行。so， memcheck 可以监测如下问题：

访问不应该访问的内存（包括未分配的内存、已经释放的内存、堆之外的内存、不可访问的栈区）
使用未初始化的值
内存泄漏
错误的内存释放（重复释放、释放没有申请的内存）
memcpy 或相关内存操作的函数，源和目的的地址重叠

上述现象发生时，memcheck 会记录发生问题的代码行，函数调用栈信息。

memcheck 监测内存是在bit级别的。运行时程序会比正常执行慢10-30倍。

2. Massif

Massif 是一个堆内存分析工具。Massif 会执行周期性的堆内存分析，并记录下来。通过图表的形式展示堆的动态使用、程序的哪个部分执行最多的堆分配。通过这个工具可以从内存使用的角度优化程序。

运行Massif时，程序比正常执行慢20倍。

3. DHAT

DHAT 解释程序如何使用了它的堆内存。DHAT 跟踪已经分配的块，并且观察每一个内存访问动作访问了哪块内存。DHAT会提供一个GUI界面展示分析的结果。

4. Helgrind

Helgrind 线程调试器，用来发现多线程的数据竞态访问。Helgrind 查找出被多于一个线程（符合POSIX-X标准的线程）访问但没有用同步锁去锁（pthread_mutex_）的内存。

所以可以发现未加锁导致的时序问题。（工具还处于实验阶段，大部分功能都ok，但是不排除错误）

5. DRD

DRD 也是一个C/C++程序的线程调试器。线程需要符合 POSIX 标准。DRD可以监测到锁顺序异常的问题。

6. Cachegrind 和 Callgrind

分析l1、D1和L2 cache 访问相关。（当前工作接触的不多，不关注呢 ^_^）

7. Lackey, Nulgrind

没什么实际用途，为了测试和演示的目的。

8. 其他一些处于实验阶段的工具

BBV、SGCheck ....

reference：

1. Valgrind home page：https://www.valgrind.org/

2. valgrind 开源代码：https://sourceware.org/git/?p=valgrind.git

3. valgrind 工具包：https://www.valgrind.org/info/tools.html

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