c - 使用 Instruments 检测 C/C++ 命令行内存泄漏

Question

我正在尝试检测 macOS 上 C(和 C++)程序中的内存泄漏。在 Linux 和 Windows 中，我可以使用 valgrind 轻松做到这一点。 ，但不幸的是，它在 macOS 上不可用。

由于我有 ObjC 和 iOS 开发的背景经验，我想使用 Instruments 来进行内存泄漏检查。乍一看，这听起来很适合这份工作。

我写了这个非常简单的泄露程序:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int* allocSomething() {
  return malloc(sizeof(int));
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
  int* p = allocSomething();
  *p = 5;
  printf("*p = %d\n", *p);
  p = NULL;
  return 0;
}

我通过 Clang Static Analyzer 运行它，它完成了这项工作，但我希望它也能被 Instruments 捕获，因为我正在寻找合适的 Valgrind 替代品。因此:

我将 Profile 架构更改为使用 Debug 而不是 Release。

我确保没有优化。

但是，在使用 Instruments 后:


如您所见，没有泄漏报告。
在网上搜索后，我遇到了 Can't detect C leaks in xcode 9 instruments ，其中作者使用了 sleep ，所以我想也许仪器实际上并没有覆盖 malloc和 Valgrind 一样，但是使用了采样技术，而且它不会在这么短的时间内对其进行采样，因此我将程序更改为:

int main(int argc, const char * argv[]) {
  int* p = allocSomething();
  p = NULL;
  sleep(600000);
  return 0;
}

现在，我得到:


这完全没有意义，因为这是一个明显的内存泄漏。
我会说它必须做一些优化，但我再次明确禁用了它。另外，如果我 malloc更多字节，它确实检测到它。或者它可能是 Instruments 中的一个错误？

所以我想知道这是不是 Instruments 无法检测到小分配的问题？我必须注意到 Valgrind 可以很好地处理它，所以我很惊讶。

你有什么建议吗？

Answer 1

Leaks 工具(Leaks 模板中的工具之一)的工作方式与您预期的不同。

首先，为什么它没有检测到短期进程的任何东西:它是基于计时器的。它每隔一段时间就会停止该过程并检查是否有泄漏。对于短期进程，在进程退出之前不会进行检查。

其次，为什么它会漏掉一些泄漏:它检查所有线程的堆栈、所有线程的寄存器以及查找分配地址的全局变量。如果在任何这些地方找到分配的地址，则不会认为该分配已泄漏。

在您的情况下，分配的地址可能仍在寄存器或堆栈内存中。在“真正的”程序中，堆栈和寄存器最终会被重用，这样的陈旧数据将被消除。

Allocations 工具会跟踪所有的分配和释放(假设该过程是由 Instruments 启动的)。您泄漏的分配在分配列表中，并且仍列为“实时”(也称为已创建和持久)。问题是分配工具没有明确地将这种分配称为泄漏。

此外，系统库还进行了分配，旨在在进程退出之前继续存在并且不会明确清除。因此，您的泄漏有点隐藏在不相关的信息中。您可以对分配列表进行过滤和排序以发现泄漏，但这需要做一些事情。

在一个更真实的程序的上下文中，Instruments 非常擅长发现泄漏。

显然，Clang 支持 LeakSanitizer ，作为 AddressSanitizer 的一部分或独立的。这可能需要一个比 Apple 作为 Xcode 和/或 Catalina 的一部分提供的版本更新的 Clang 版本。 (我在 Mojave 上用 Xcode 11.3.1 进行了测试。它不支持 -fsanitize=leak 选项，也不支持 ASAN_OPTIONS=detect_leaks=1。)假设你可以让它工作，那可能表现得更像你期望的.