Linux下检查内存泄漏，系统性能的系列工具（一）

迷信的兔子

在我先前的博客文章中我介绍了如何在Windows .NET环境下如何定位内存泄漏问题，今天我就来介绍一个在Linux下定位此类问题的工具Valgrind和Callgrind，以及基于Callgrind分析结果的GUI分析工具KCachegrind。Callgrind和KCachegrind在后面的专题讲。
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首先介绍Valgrind，网址是：
http://valgrind.org/
，简述如下：
With the tools that come with Valgrind, you can automatically detect many memory management and threading bugs, avoiding hours of frustrating bug-hunting, making your programs more stable.
Valgrind是一个工具集，目前包括如下工具：
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- Memcheck,主要是针对C/C++程序，所有对内存的读写均被其检查，所以调用malloc/new/free/delete等操作均为截获。错误发生时，Memcheck会立即报告相关源代码行号，以及调用函数。Memcheck的寻址能力是字节级，对于内存初始化的追踪可以达到比特级。在Memcheck下运行待检测程序，速度会比正常慢10到30倍。
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- Addrcheck，是Memcheck的轻量级版本，它不作内存初始化的检查，所以它检测的错误少一些，但效率是前者2倍，是正常程序运行时间的5到20倍的样子。
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- Cachegrind，是一个Cache的仿真检视器，它在CPU上对I1，D1和L2级的Cache进行了细致的仿真，所以它可以精确地查明代码中Cache流失的来源。它可以识别Cache流失的数量，内存索引的数量，每一行代码执行的指令的数量，并且可以提供每一个函数，模块，以及整个程序的总结。它对于任何语言都是有用的，
Cachegrin加载程序运行起来，会是平时时间的20到100倍长。
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- Massif，是堆Heap的仿真检视器，它对程序堆状况定时来取一次快照，并且产生一个随时间变化的堆的开销图，其中还指示出了哪些程序分配了哪些堆空间。Massif加载程序会是平时时间的20倍之慢。
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- Helgrind，是用来发现多线程程序的数据资源竞争的调试器。它可以寻找被多个POSIX线程访问的内存空间，但除过哪些没有用(pthread_mutex_) 线程信号量加锁的内存空间。它可以指示出线程间的不同步，并且发现很难发现的时间依赖问题。
Valgrind安装指南参考：
http://www-numi.fnal.gov/offline_software/srt_public_context/WebDocs/valgrind.html
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Valgrind的Memcheck使用举例：
假定你当前的程序，myprog arg1 arg2
若使用Memcheck，命令如下：
valgrind --leak-check=yes myprog arg1 arg2
Memcheck是Valgrind的缺省工具。--leak-check选项将打开内存泄漏的详细检测器。
如果说你的内存泄漏错误代码，即myprog如下所示：
（1）? #include
（2）
（3） void f(void)
（4） {
（5）???? int* x = malloc(10 * sizeof(int));
（6）???? x[10] = 0;??????? // problem 1: heap block overrun
（7） }??????????????????? // problem 2: memory leak -- x not freed
（8）
（9）? int main(void)
（10） {
（11）??? f();
（12）??? return 0;
（13） }
运行过程中，问题1的错误指示消息将会显示出来，主要是内存越界
? ==19182== Invalid write of size 4
? ==19182==??? at 0x804838F: f (example.c:6)
? ==19182==??? by 0x80483AB: main (example.c:11)
? ==19182== Address 0x1BA45050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
? ==19182==??? at 0x1B8FF5CD: malloc (vg_replace_malloc.c:130)
? ==19182==??? by 0x8048385: f (example.c:5)
? ==19182==??? by 0x80483AB: main (example.c:11)
对于问题2，内存泄漏的消息如下所示：
? ==19182== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
? ==19182==??? at 0x1B8FF5CD: malloc (vg_replace_malloc.c:130)
? ==19182==??? by 0x8048385: f (a.c:5)
? ==19182==??? by 0x80483AB: main (a.c:11)
怎么样？这里只是一个非常简单的例子，你不妨可以一试。

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/19942/showart_454774.html