手动构建内存泄露分析工具：探究memory leak & double free的排查

"本文主要探讨了如何排查内存泄露和双释放(double free)的问题，通过构建自己的内存分析工具来理解内存管理的本质，提供了一种在没有现成工具时自我解决的方法。文章提到了内存泄露是分配内存多于释放，而双释放则是释放内存多于分配，后者通常能被系统检测到并导致程序崩溃。排查方法包括收集分配和释放的信息，并分析这些信息以找出未释放的内存。获取调用者(caller)地址是关键，文章列举了几种获取caller地址的方法，并计划介绍常用的内存泄露工具。" 在排查内存泄露和双释放问题时，首先要理解它们的定义。内存泄露是指程序中申请的内存没有被正确地释放，这可能导致系统资源逐渐耗尽。而双释放是指同一个内存块被释放两次，这是不安全的操作，因为第二次释放可能会导致数据损坏或程序崩溃。由于C++标准库和一些运行时环境（如glibc）会对双释放进行检查，因此双释放通常更容易被检测到。 为了排查这些问题，文章建议从两个主要步骤着手。第一步是收集内存分配和释放的信息。在调用`malloc`、`calloc`、`realloc`、`memalign`、`new`等分配函数时记录分配点（即调用者地址）、分配大小和内存地址，在调用`free`、`delete`时记录释放点和释放的内存地址。这可以通过插入日志或修改编译器选项来实现。 第二步是对收集到的数据进行分析。通过比较分配的内存地址集合和释放的内存地址集合，可以找到未释放的内存块。这通常涉及到遍历记录的数据并计算地址的差集。 获取调用者地址是这一过程的关键，因为它可以帮助定位问题的源头。文章提到了几种获取caller地址的方法，例如通过在函数中设置标签然后获取标签地址，或者利用调试信息（如GCC的`__builtin_return_address`）来获取。 最后，文章还计划介绍一些常用的内存泄露检测工具，这些工具可能包含更复杂的算法和机制，如Valgrind、LeakSanitizer等，它们能够自动化地帮助开发者发现内存泄露和双释放等问题，提高排查效率。 理解和掌握内存管理以及排查技巧对于任何涉及内存操作的程序开发都至关重要。通过构建自己的工具或利用现有的内存分析工具，开发者可以有效地防止和修复这类问题，从而保证程序的稳定性和效率。