使用oneAPI MKL Sparse BLAS的Fortran程序内存泄漏问题排查

核心原因 #

每次调用mkl_sparse_d_create_csr创建的SPARSE_MATRIX_T类型对象csr未被销毁，导致内存泄漏。MKL在创建稀疏矩阵句柄时，会在堆上分配内部内存存储矩阵元数据和结构信息，循环中只创建不释放，内存会持续累积直至耗尽，最终引发程序崩溃。

修复方法 #

在每次循环创建矩阵后，调用MKL提供的mkl_sparse_destroy函数释放对象占用的内存。修改后的循环代码如下：

do iter = 1,1000000000
    
    ! Builing CSR matrix
    irow = 1
    count_nnz = 0
    do i = 1,n
        count_row = 0
        do j = 1,n
            if (abs(csr_ref(i,j)) > 1e-4) then
                count_row = count_row + 1
                count_nnz = count_nnz + 1
                vals(count_nnz) = csr_ref(i,j)
                jcol(count_nnz) = j
            end if
        end do
        irow(1+i) = count_row + irow(i)
    end do

    ! Create sparse matrix
    stat = mkl_sparse_d_create_csr(csr, SPARSE_INDEX_BASE_ONE, n, n, irow(1:n), irow(2:n+1), jcol, vals)
    
    ! 销毁稀疏矩阵对象，释放内部内存
    stat = mkl_sparse_destroy(csr)

end do

优化建议 #

由于你的示例中csr_ref矩阵是固定不变的，完全可以将稀疏矩阵的创建逻辑移到循环外部，只创建一次即可重复使用，避免反复创建销毁的性能开销：

! 提前创建稀疏矩阵，仅执行一次
irow = 1
count_nnz = 0
do i = 1,n
    count_row = 0
    do j = 1,n
        if (abs(csr_ref(i,j)) > 1e-4) then
            count_row = count_row + 1
            count_nnz = count_nnz + 1
            vals(count_nnz) = csr_ref(i,j)
            jcol(count_nnz) = j
        end if
    end do
    irow(1+i) = count_row + irow(i)
end do
stat = mkl_sparse_d_create_csr(csr, SPARSE_INDEX_BASE_ONE, n, n, irow(1:n), irow(2:n+1), jcol, vals)

! 循环中直接复用已创建的稀疏矩阵
do iter = 1,1000000000
    ! 这里执行需要使用稀疏矩阵的操作
end do

! 程序结束前销毁矩阵
stat = mkl_sparse_destroy(csr)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Looper