Linux 上的 C++ 内存泄漏(或奇怪的行为)，而不是 Windows

Question

在我的成像应用程序中，我在 Linux 上遇到了一些无法解释的内存行为。具体来说，应用程序似乎持有一定数量的常驻内存并且永远不会释放它。在我们的应用程序中，当分配更大的 block 时，例如四个 session ，每个 session 使用 3GB，一旦所有资源被释放，基线可能会跳跃 1GB，然后保持一段时间不变。稍后，它可能会再次跳跃。 Windows 上完全相同的操作序列演示了预期的内存行为，其中基线保持固定，即内存使用恢复到应用程序启动时的状态。
我们对代码进行了广泛的分析，以确认相同数量的分配/删除，在 valgrind 中进行了验证，并且没有显示任何泄漏。
当图像缓冲区是一个简单的 char 数组时，分配和解除分配的行为符合预期。如果图像缓冲区是一个包含 char 数组的类，那么它也可以按预期工作。如果我有一个包含图像缓冲区类的容器类 (DicomImageData)，则会出现问题。它已被隔离并显示如下。
首先将输入参数(下面的 C++ 代码中的 WORK_AROUND_LEAK)设置为 0 运行。第一次运行将分配 2.9GB 的内存，然后释放它，如顶部所示。第二次和所有后续运行，它将分配 2.9GB 的内存，但不会被释放。
解决方法
我纯靠运气发现了一个“变通办法”，但似乎如果我创建一个中间变量来保存 DicomImageData 对象的 vector ，则不再出现此问题。要进行验证，请将输入参数设置为 1 再次运行它并执行相同的序列。内存将不断增长到 2.3GB，然后被释放。我已经在各种 Ubuntu 和 RHEL 实现上进行了测试，并且都以一致的方式运行。
作为引用，开发系统是具有 72 核和 32GB 内存的 Ubuntu 18.04.4 LTS，但以 8 核和 16GB 运行表现出相同的行为，尽管 16GB 系统会更快地崩溃。我正在使用 gcc 7.5.0。
任何帮助，将不胜感激。
我的 cpp 代码和 Makefile 如下
C++ 源代码

#define WORK_AROUND_LEAK 0

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string.h>

int totalImages = 2299;

// Class to hold image data
class PixelData {
public:
    char * buffer;
    size_t size;

    PixelData()
        : buffer(NULL)
        , size(0) {
    }

    ~PixelData() {
         if (buffer) {
             delete[] buffer;
             buffer = NULL;
         }
        size = 0;
    }
};

// Class to hold above defined Pixel data and some other meta-data relevant to the image
class DicomImageData {
public:
    PixelData * pixelData;

    DicomImageData() {
        pixelData = NULL;
    }

    ~DicomImageData() {
        if (pixelData) {
             delete pixelData;
             pixelData = NULL;
        }
    }
};


using namespace std;

int main() {

#if WORK_AROUND_LEAK
    std::vector<DicomImageData *> imageDataArray[1];
#endif
    char c = 'c';
    int executionCount(0);
    size_t pixelDataSize(2 * 1024 * 520);
    do {
        int numIterations = 1;
        executionCount++;
        cout << "\nStarting execution test1 " << executionCount << endl;

        int iter = 0;
        cout << "Starting execution test iterations " << iter << endl;

        std::vector<DicomImageData*> imageData;

        for (size_t i = 0; i < totalImages; i++) {

            char * readPixelData = new char [pixelDataSize + 1 + (i*3)];
            memset(readPixelData, '@', pixelDataSize + 1);

            DicomImageData * dicomImageData = new DicomImageData();
            if (dicomImageData) {
                // Create new pixel data struct and set
                PixelData * pixelData = new PixelData();
                pixelData->buffer = readPixelData;
                pixelData->size = pixelDataSize;
                dicomImageData->pixelData = pixelData;

                imageData.push_back(dicomImageData);
            }
#if WORK_AROUND_LEAK
        imageDataArray[0] = imageData;
#endif
        }
        printf("\nPress ENTER to release memory \n");
        scanf("%c", &c);


        iter = 0;
        cout << "Starting release iterations " << iter << endl;
#if WORK_AROUND_LEAK
        imageData = imageDataArray[0];
#endif
        for (size_t i = 0; i < totalImages; i++) {

            PixelData *pixelData = imageData[i]->pixelData;
            delete[] pixelData->buffer;
            pixelData->buffer = NULL;

            delete imageData[i]->pixelData;
            imageData[i]->pixelData = NULL;
            
            delete imageData[i];
            imageData[i] = NULL;
        }

        imageData.clear();

        printf("Press ENTER to run another test or press X to exit \n");
        scanf("%c", &c);
    } while (c != 'x' && c != 'X');
    
}

如果需要，生成文件

all: memory_leak

memory_leak: 
    g++ -std=c++11 -O2 -D NDEBUG memory_leak.cpp -o memory_leak

clean: 
    rm memory_leak

Answer 1

据我所知，C++ 不会将变量初始化为空值，所以

    ~DicomImageData() {
        if (pixelData) {
             delete pixelData;
             pixelData = NULL;
        }
    }

可能是问题所在。试试这个

// Class to hold image data
class PixelData {
public:
    char * buffer = nullptr;
    size_t size;

    PixelData()
        : buffer(nullptr)
        , size(0) {
    }

    ~PixelData() {
         if (buffer!=nullptr) {
             delete[] buffer;
             buffer = nullptr;
         }
        size = 0;
    }
};

做同样的事情 nullptr具有指针成员变量的另一个类的初始化。此外，您可以使用 unique_ptr 完全避免这种情况。握住你的指点。看到这个 post关于如何使用 unique_ptr保存一个数组。总是尝试使用智能指针，直到你不能。