运行时特定节点内存泄漏排查：定位未释放的特定状态对象

需要找出应用状态切换过程中，仅由MakeState(0)创建且在MakeState(1)执行后未被删除的对象。尝试过Visual Studio内存堆分析工具，但无法精准筛选这类对象，实用性不足。

代码示例 #

#include <vector>
#include <map>

class MyClass {
public:
    int myNum;
};

std::vector<MyClass *> firstStateClasses;
std::map<int, MyClass *> stateClasses;

void MakeFirstState()
{
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        MyClass* firstClass = new MyClass();
        firstStateClasses.push_back(firstClass);
    }
}

void DeleteFirstState()
{
    for (auto p : firstStateClasses)
    {
        delete p;
    }
    firstStateClasses.clear();
}

void MakeState(int state)
{
    MyClass* randomClass = new MyClass();

    stateClasses.insert(std::make_pair(state, randomClass));
}

void DeleteState(int state)
{
    auto itr = stateClasses.find(state);
    if (itr != stateClasses.end())
    {
        delete itr->second;
        stateClasses.erase(itr);
    }
}

int main()
{
    MakeFirstState();
    MakeState(0);
    //Leak is here, state wasnt deleted.
    MakeState(1);
    //I need to know here objects that were made only in MakeState(0) and not deleted.
    DeleteState(1);
    MakeState(2);
    DeleteState(2);
    DeleteFirstState();
}

解决方案 #

手动追踪（轻量精准） #

1. 添加对象生命周期日志

给MyClass增加构造和析构函数，记录创建时的状态ID，运行时直接通过控制台输出定位未释放对象：

#include <iostream> // 新增头文件

class MyClass {
public:
    int myNum;
    int createState; // 记录对象所属的创建状态
    MyClass(int state) : createState(state) {
        std::cout << "创建状态" << state << "的MyClass，地址：" << this << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "销毁状态" << createState << "的MyClass，地址：" << this << std::endl;
    }
};

// 修改MakeState函数，传入state到构造函数
void MakeState(int state)
{
    MyClass* randomClass = new MyClass(state);
    stateClasses.insert(std::make_pair(state, randomClass));
}

运行程序后，对比创建和销毁日志，没有对应销毁记录的就是泄漏对象，一眼就能找到state 0的实例。

2. 直接检查存活对象

在需要排查的位置（比如MakeState(1)执行后），遍历stateClasses输出所有存活对象：

// 在main函数的指定检查点添加代码
//I need to know here objects that were made only in MakeState(0) and not deleted.
std::cout << "\n===== 当前未释放的状态对象 =====" << std::endl;
for (const auto& item : stateClasses) {
    std::cout << "状态ID：" << item.first << "，对象地址：" << item.second << std::endl;
}

这段代码会直接列出所有未被删除的对象，精准定位state 0的泄漏实例。

适配VS堆分析工具的方案 #

如果想用VS工具精准筛选，给MakeState创建的内存块打自定义标记：

#define STATE_ALLOC_MARKER 0x12345678

// 内存分配钩子函数，给指定内存打标记
int __cdecl AllocHook(int allocType, void* userData, size_t size, int blockType, long requestNumber, const unsigned char* filename, int lineNumber) {
    if (blockType == _CLIENT_BLOCK && userData != nullptr && *(int*)userData == STATE_ALLOC_MARKER) {
        // 设置自定义dump回调，方便筛选
        _CrtSetDumpClient([](void* data, size_t size) {
            std::cout << "这是MakeState创建的对象，大小：" << size << std::endl;
        });
    }
    return TRUE;
}

void MakeState(int state)
{
    int marker = STATE_ALLOC_MARKER;
    _CrtSetAllocHook(AllocHook); // 注册钩子
    MyClass* randomClass = new MyClass(state);
    _CrtSetAllocHook(nullptr); // 注销钩子
    stateClasses.insert(std::make_pair(state, randomClass));
}

之后用VS堆分析时，过滤带有自定义标记的内存块，再结合前后快照对比，就能精准找出MakeState(0)创建但未释放的对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alkyone