目录

1>智能指针的使用场景分析

2>RAII和智能指针的设计思路

3>C++标准库智能指针的使用

4>智能指针的原理

5>shared_ptr和weak_ptr

a.shared_ptr循环引⽤问题

b.weak_ptr

6>shared_ptr的线程安全问题

7>C++11和boost中智能指针的关系

8>内存泄露

a.什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

b.如何检测内存泄漏

c.如何避免内存泄漏


1>智能指针的使用场景分析

下面程序中我们可以看到,new了以后,我们也delete了,但是因为抛异常,后面的delete没有得到执行,所以就内存泄漏了,所以我们需要new以后捕获异常,捕获到异常后delete内存,再把异常抛出,但是因为new本身也可能抛异常,连续的两个new和下面的Divide都可能会抛异常,让我们处理起来很麻烦。智能指针放到这样的场景里面就让问题简单多了

 double Divide(int a, int b)
 {
     // 当b == 0时抛出异常
     if (b == 0)
     {
         throw "Divide by zero condition!";
     } 
     else
     {
         return (double)a / (double)b;
     }
 } 
 ​
 void Func()
     {
         // 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常,另外下面的array和array2没有得到释放。
         // 所以这里捕获异常后并不处理异常,异常还是交给外面处理,这里捕获了再重新抛出去。
         // 但是如果array2new的时候抛异常呢,就还需要套⼀层捕获释放逻辑,这里更好解决方案
         // 是智能指针,否则代码太戳了
         int* array1 = new int[10];
         int* array2 = new int[10]; // 抛异常呢
 ​
         try
         {
             int len, time;
             cin >> len >> time;
             cout << Divide(len, time) << endl;
         } 
         catch(...)
         {
             cout << "delete []" << array1 << endl;
             cout << "delete []" << array2 << endl;
             delete[] array1;
             delete[] array2;
             throw; // 异常重新抛出,捕获到什么抛出什么
         } 
         // ...
 ​
         cout << "delete []" << array1 << endl;
         delete[] array1;
         cout << "delete []" << array2 << endl;
         delete[] array2;
 } 
 ​
 int main()
 {
     try
     {
         Func();
     } 
     catch(const char* errmsg)
     {
         cout << errmsg << endl;
     } 
     catch(const exception & e)
     {
         cout << e.what() << endl;
     } 
     catch (...)
     {
         cout << "未知异常" << endl;
     }
 ​
     return 0;
 }

2>RAII和智能指针的设计思路

• RAII是Resource Acquisition Is Initialization的 缩写,它是一种管理资源的类的设计思想,本质是一种利用对象生命周期来管理获取到的动态资源,避免资源泄漏,这里的资源可以是内存、文件指针、网络连接、互斥锁等等。RAII在获取资源时把资源委托给一个对象,接着控制对资源的访问,资源在对象的生命周期内始终保持有效,最后在对象析构的时候释放资源,这样保障了资源的正常释放,避免资源泄漏问题

• 智能指针类除了满足RAII的设计思路,还要方便资源的访问,所以智能指针类还会像迭代器类一样,重载operator*/operator->/operator[] 等运算符,方便访问资源

 template<class T>
 class SmartPtr
 {
 public :
     // RAII
     SmartPtr(T* ptr)
         : _ptr(ptr)
     {}
 ​
     ~SmartPtr()
     {
         cout << "delete[] " << _ptr << endl;
         delete[] _ptr;
     }
     // 重载运算符,模拟指针的⾏为,方便访问资源
     T& operator*()
     {
         return *_ptr;
     } 
     T* operator->()
     {
         return _ptr;
     } 
     T& operator[](size_t i)
     {
         return _ptr[i];
     }
 ​
 private:
     T* _ptr;
 };
 ​
 double Divide(int a, int b)
 {
     // 当b == 0时抛出异常
     if (b == 0)
     {
         throw "Divide by zero condition!";
     } 
     else
     {
         return (double)a / (double)b;
     }
 } 
 ​
 void Func()
 {
     // 这⾥使⽤RAII的智能指针类管理new出来的数组以后,程序简单多了
     SmartPtr<int> sp1 = new int[10];
     SmartPtr<int> sp2 = new int[10];
 ​
     for (size_t i = 0; i < 10; i++)
     {
         sp1[i] = sp2[i] = i;
     } 
 ​
     int len, time;
     cin >> len >> time;
     cout << Divide(len, time) << endl;
 }
 ​
 int main()
 {
     try
     {
         Func();
     } 
     catch(const char* errmsg)
     {
         cout << errmsg << endl;
     } 
     catch(const exception & e)
     {
         cout << e.what() << endl;
     } 
     catch (...)
     {
         cout << "未知异常" << endl;
     }
 ​
     return 0;
 }

3>C++标准库智能指针的使用

• C++标准库中的智能指针都在<memory>这个头⽂件下⾯,我们包含<memory>就可以使⽤了,智能指针有好⼏种,除了weak_ptr它们都符合RAII和像指针⼀样访问的⾏为,原理上⽽⾔主要是解决智能指针拷⻉时的思路不同

  1. auto_ptr是C++98时设计出来的智能指针,它的特点是拷⻉时把被拷⻉对象的资源的管理权转移给拷⻉对象,这是⼀个⾮常糟糕的设计,因为它会到被拷⻉对象悬空,访问报错的问题,C++11设计出新的智能指针后,强烈建议不要使⽤auto_ptr。其它C++11出来之前很多公司也是明令禁⽌使⽤这个智能指针的

  2. unique_ptr是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是唯⼀指针,它的特点的不⽀持拷⻉,只⽀持移动。如果不需要拷⻉的场景就⾮常建议使⽤它

  3. shared_ptr是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是共享指针,它的特点是⽀持拷⻉,也⽀持移动。如果需要拷⻉的场景就需要使⽤它了。底层是用引用计数的方式实现的

  4. weak_ptr是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是弱指针,它完全不同于上⾯的智能指针,它不⽀持RAII,也就意味着不能⽤它直接管理资源,weak_ptr的产⽣本质是要解决shared_ptr的⼀个循环引⽤导致内存泄漏的问题

• 智能指针析构时默认是进⾏delete释放资源,这也就意味着如果不是new出来的资源,交给智能指针管理,析构时就会崩溃。智能指针⽀持在构造时给⼀个删除器,所谓删除器本质就是⼀个可调⽤对象,这个可调⽤对象中实现你想要的释放资源的⽅式,当构造智能指针时,给了定制的删除器,在智能指针析构时就会调⽤删除器去释放资源。因为new[]经常使⽤,所以为了简洁⼀点,unique_ptrshared_ptr都特化了⼀份[]的版本,使⽤时unique_ptr<Date[]> up1(newDate[5]); shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]);就可以管理new[]的资源

template <class T, class... Args> shared_ptr<T> make_shared(Args&&... args);

shared_ptr除了⽀持⽤指向资源的指针构造,还⽀持make_shared⽤初始化资源对象的值直接构造

shared_ptrunique_ptr都⽀持了operator bool的类型转换,如果智能指针对象是⼀个空对象没有管理资源,则返回false,否则返回true,意味着我们可以直接把智能指针对象给if判断是否为空

shared_ptrunique_ptr的构造函数都使⽤explicit修饰,防⽌普通指针隐式类型转换成智能指针对象

 struct Date
 {
     int _year;
     int _month;
     int _day;
     Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
         :_year(year)
         , _month(month)
         , _day(day)
     {}
     ~Date()
     {
         cout << "~Date()" << endl;
     }
 };
 ​
 int main()
 {
     auto_ptr<Date> ap1(new Date);
 ​
     // 拷贝时,管理权限转移,被拷贝对象ap1悬空
     auto_ptr<Date> ap2(ap1);
     // 空指针访问,ap1对象已经悬空
     //ap1->_year++;  // 报错
 ​
     unique_ptr<Date> up1(new Date);
 ​
     // 不支持拷贝
     //unique_ptr<Date> up2(up1);
     // 支持移动,但是移动后up1也悬空,所以使用移动要谨慎
     unique_ptr<Date> up3(move(up1));
 ​
     shared_ptr<Date> sp1(new Date);
 ​
     // ⽀持拷贝
     shared_ptr<Date> sp2(sp1);
     shared_ptr<Date> sp3(sp2);
 ​
     cout << sp1.use_count() << endl;
     sp1->_year++;
 ​
     cout << sp1->_year << endl;
     cout << sp2->_year << endl;
     cout << sp3->_year << endl;
 ​
     // 支持移动,但是移动后sp1也悬空,所以使用移动要谨慎
     shared_ptr<Date> sp4(move(sp1));
 ​
     return 0;
 }
 

template<class T>
 void DeleteArrayFunc(T* ptr)
 {
     delete[] ptr;
 }
 ​
 template<class T>
 class DeleteArray
 {
     
 public :
     void operator()(T* ptr)
     {
         delete[] ptr;
     }
 };
 ​
 class Fclose
 {
 public :
     void operator()(FILE* ptr)
     {
         cout << "fclose:" << ptr << endl;
         fclose(ptr);
     }
 };
 ​
 int main()
 {
     // 这样实现程序会崩溃
     // unique_ptr<Date> up1(new Date[10]);
     // shared_ptr<Date> sp1(new Date[10]);
 ​
     // 解决方案1
     // 因为new[]经常使用,所以unique_ptr和shared_ptr
     // 实现了⼀个特化版本,这个特化版本析构时用的delete[]
     unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]);
     shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]);
 ​
     // 解决方案2
     // 仿函数对象做删除器
     // unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
     
     // unique_ptr和shared_ptr支持删除器的方式有所不同
     // unique_ptr是在类模板参数支持的,shared_ptr是构造函数参数支持的
     // 这里没有使用相同的方式还是挺坑的
     // 使用仿函数unique_ptr可以不在构造函数传递,因为仿函数类型构造的对象直接就可以调用
     // 但是下⾯的函数指针和lambda的类型不可以
     unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5]);
     shared_ptr<Date> sp2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
 ​
     // 函数指针做删除器
     unique_ptr<Date, void(*)(Date*)> up3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
     shared_ptr<Date> sp3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
 ​
     // lambda表达式做删除器
     auto delArrOBJ = [](Date* ptr) {delete[] ptr; };
     unique_ptr<Date, decltype(delArrOBJ)> up4(new Date[5], delArrOBJ);
     shared_ptr<Date> sp4(new Date[5], delArrOBJ);
 ​
     // 实现其它资源管理的删除器
     shared_ptr<FILE> sp5(fopen("Test.cpp", "r"), Fclose());
     shared_ptr<FILE> sp6(fopen("Test.cpp", "r"), [](FILE* ptr) {
             cout << "fclose:" << ptr << endl;
             fclose(ptr);
         });
 ​
     return 0;
 }
 int main()
 {
     shared_ptr<Date> sp1(new Date(2024, 9, 11));
     shared_ptr<Date> sp2 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
     auto sp3 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
     shared_ptr<Date> sp4;
 ​
     // if (sp1.operator bool())
     if (sp1)
         cout << "sp1 is not nullptr" << endl;
     if (!sp4)
         cout << "sp1 is nullptr" << endl;
 ​
     // 报错
     // shared_ptr<Date> sp5 = new Date(2024, 9, 11);
     // unique_ptr<Date> sp6 = new Date(2024, 9, 11);
 ​
     return 0;
 }

4>智能指针的原理

• 下⾯我们模拟实现了auto_ptrunique_ptr的核⼼功能,这两个智能指针的实现⽐较简单,⼤家了解⼀下原理即可。auto_ptr的思路是拷⻉时转移资源管理权给被拷⻉对象,这种思路是不被认可的,也不建议使⽤。unique_ptr的思路是不⽀持拷⻉

• ⼤家重点要看看shared_ptr是如何设计的,尤其是引⽤计数的设计,主要这⾥⼀份资源就需要⼀个引⽤计数,所以引⽤计数才⽤静态成员的⽅式是⽆法实现的,要使⽤堆上动态开辟的⽅式,构造智能指针对象时来⼀份资源,就要new⼀个引⽤计数出来。多个shared_ptr指向资源时就++引⽤计数,shared_ptr对象析构时就--引⽤计数,引⽤计数减到0时代表当前析构的shared_ptr是最后⼀个管理资源的对象,则析构资源

#pragma once
 ​
 namespace tianci
 {
     template<class T>
     class auto_ptr
     {
     public:
         auto_ptr(T* ptr)
             : _ptr(ptr)
         {}
         auto_ptr(auto_ptr<T>& sp)
             :_ptr(sp._ptr)
         {
             // 管理权转移
             sp._ptr = nullptr;
         }
         auto_ptr<T>& operator=(auto_ptr<T>& ap)
         {
             // 检测是否为自己给自己赋值
             if (this != &ap)
             {
                 // 释放当前对象中资源
                 if (_ptr)
                     delete _ptr;
                 // 转移ap中资源到当前对象中
                 _ptr = ap._ptr;
                 ap._ptr = NULL;
             } 
             return* this;
         }
         ~auto_ptr()
         {
             if (_ptr)
             {
                 cout << "delete:" << _ptr << endl;
                 delete _ptr;
             }
         }
         // 像指针⼀样使用
         T& operator*()
         {
             return *_ptr;
         }
         T* operator->()
         {
             return _ptr;
         }
 ​
     private:
         T* _ptr;
     };
     
     ////////////////////////////////////////////////////////////////
     
     template<class T>
     class unique_ptr
     {
     public:
         explicit unique_ptr(T* ptr)
             :_ptr(ptr)
         {}
         ~unique_ptr()
         {
             if (_ptr)
             {
                 cout << "delete:" << _ptr << endl;
                 delete _ptr;
             }
         }
         // 像指针⼀样使用
         T& operator*()
         {
             return *_ptr;
         }
         T* operator->()
         {
             return _ptr;
         }
 ​
         unique_ptr(const unique_ptr<T>& sp) = delete;
         unique_ptr<T>& operator=(const unique_ptr<T>& sp) = delete;
 ​
         unique_ptr(unique_ptr<T>&& sp)
             :_ptr(sp._ptr)
         {
             sp._ptr = nullptr;
         }
         unique_ptr<T>& operator=(unique_ptr<T>&& sp)
         {
             delete _ptr;
             _ptr = sp._ptr;
             sp._ptr = nullptr;
         }
 ​
     private:
         T* _ptr;
     };
     
     ////////////////////////////////////////////////////////////////
     
     template<class T>
     class shared_ptr
     {
     public:
         explicit shared_ptr(T* ptr = nullptr)
             : _ptr(ptr)
             , _pcount(new int(1))
         {}
         template<class D>
         shared_ptr(T* ptr, D del)
             : _ptr(ptr)
             , _pcount(new int(1))
             , _del(del)
         {}
         shared_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
             : _ptr(sp._ptr)
             , _pcount(sp._pcount)
             , _del(sp._del)
         {
             ++(*_pcount);
         }
         void release()
         {
             if (--(*_pcount) == 0)
             {
                 // 最后一个管理的对象, 释放资源
                 _del(_ptr);
                 delete _pcount;
                 _ptr = nullptr;
                 _pcount = nullptr;
             }
         }
         shared_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
         {
             if (_ptr != sp._ptr)
             {
                 release();
 ​
                 _ptr = sp._ptr;
                 _pcount = sp._pcount;
                 ++(*_pcount);
                 _del = sp._del;
             }
             return *this;
         }
         ~shared_ptr()
         {
             release();
         }
         T* get()const
         {
             return _ptr;
         }
         int use_count()const
         {
             return *_pcount;
         }
         T& operator*()
         {
             return *_ptr;
         }
         T* operator->()
         {
             return _ptr;
         }
     private:
         T* _ptr;
         int* _pcount;
         // atomic<int>* _pcount;
 ​
         funtion<void(T*)> _del = [](T* ptr) {delete ptr; };
     };
     
     ////////////////////////////////////////////////////////////////
     
     // 需要注意的是我们这里实现的shared_ptr和weak_ptr都是以最简洁的方式实现的,
     // 只能满足基本的功能,这里的weak_ptr lock等功能是无法实现的,想要实现就要
     // 把shared_ptr和weak_ptr一起改了,把引用计数拿出来放到一个单独类型,shared_ptr
     // 和weak_ptr都要存储指向这个类的对象才能实现,有兴趣可以去翻翻源代码
     template<class T>
     class weak_ptr
     {
     public:
         weak_ptr()
         {}
         weak_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
             :_ptr(sp.get())
         {}
         weak_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
         {
             _ptr = sp.get();
             return *this;
         }
     private:
         T* ptr = nullptr;
     };
 }
 ​
 int main()
 {
     tianci::auto_ptr<Date> ap1(new Date);
 ​
     // 拷贝时,管理权限转移,被拷贝对象ap1悬空
     tianci::auto_ptr<Date> ap2(ap1);
 ​
     // 空指针访问,ap1对象已经悬空
     //ap1->_year++;
 ​
     tianci::unique_ptr<Date> up1(new Date);
     // 不支持拷贝
     //unique_ptr<Date> up2(up1);
     // 支持移动,但是移动后up1也悬空,所以使用移动要谨慎
     tianci::unique_ptr<Date> up3(move(up1));
 ​
     tianci::shared_ptr<Date> sp1(new Date);
     // 支持拷贝
     tianci::shared_ptr<Date> sp2(sp1);
     tianci::shared_ptr<Date> sp3(sp2);
 ​
     cout << sp1.use_count() << endl;
     sp1->_year++;
 ​
     cout << sp1->_year << endl;
     cout << sp2->_year << endl;
     cout << sp3->_year << endl;
     
     return 0;
 }

5>shared_ptr和weak_ptr

a.shared_ptr循环引⽤问题

• shared_ptr⼤多数情况下管理资源⾮常合适,⽀持RAII,也⽀持拷⻉。但是在循环引⽤的场景下会导致资源没得到释放内存泄漏,所以我们要认识循环引⽤的场景和资源没释放的原因,并且学会使⽤weak_ptr解决这种问题

• 如下图所述场景,n1和n2析构后,管理两个节点的引⽤计数减到1

  1. 右边的节点什么时候释放呢,左边节点中的_next管着呢,_next析构后,右边的节点就释放了

  2. _next什么时候析构呢,_next是左边节点的的成员,左边节点释放,_next就析构了

  3. 左边节点什么时候释放呢,左边节点由右边节点中的_prev管着呢,_prev析构后,左边的节点就释放了

  4. _prev什么时候析构呢,_prev是右边节点的成员,右边节点释放,_prev就析构了

• ⾄此逻辑上成功形成回旋镖似的循环引⽤,谁都不会释放就形成了循环引⽤,导致内存泄漏

• 把ListNode结构体中的_next_prev改成weak_ptrweak_ptr绑定到shared_ptr时不会增加它的引⽤计数,_next_prev不参与资源释放管理逻辑,就成功打破了循环引⽤,解决了这⾥的问题

 struct ListNode
 {
     int _data;
 ​
     std::shared_ptr<ListNode> _next;
     std::shared_ptr<ListNode> _prev;
 ​
     // 这里改成weak_ptr,当n1->_next = n2;绑定shared_ptr时
     // 不增加n2的引用计数,不参与资源释放的管理,就不会形成循环引用了
     /*std::weak_ptr<ListNode> _next;
     std::weak_ptr<ListNode> _prev;*/
 ​
     ~ListNode()
     {
         cout << "~ListNode()" << endl;
     }
 };
 ​
 int main()
 {
     // 循环引⽤ -- 内存泄露
     std::shared_ptr<ListNode> n1(new ListNode);
     std::shared_ptr<ListNode> n2(new ListNode);
 ​
     cout << n1.use_count() << endl;
     cout << n2.use_count() << endl;
 ​
     n1->_next = n2;
     n2->_prev = n1;
 ​
     cout << n1.use_count() << endl;
     cout << n2.use_count() << endl;
 ​
     // weak_ptr不支持管理资源,不支持RAII
     // weak_ptr是专门绑定shared_ptr,不增加它的引用计数,作为一些场景的辅助管理
     //std::weak_ptr<ListNode> wp(new ListNode);
 ​
     return 0;
 }

b.weak_ptr

weak_ptr不⽀持RAII,也不⽀持访问资源,所以我们看⽂档发现weak_ptr构造时不⽀持绑定到资源,只⽀持绑定到shared_ptr,绑定到shared_ptr时,不增加shared_ptr的引⽤计数,那么就可以解决上述的循环引⽤问题

weak_ptr也没有重载operator*operator->等,因为它不参与资源管理,那么如果它绑定的shared_ptr已经释放了资源,那么它去访问资源就是很危险的。weak_ptr⽀持expired检查指向的资源是否过期,use_count也可获取shared_ptr的引⽤计数,weak_ptr想访问资源时,可以调⽤lock返回⼀个管理资源的shared_ptr,如果资源已经被释放,返回的shared_ptr是⼀个空对象,如果资源没有释放,则通过返回的shared_ptr访问资源是安全的

 int main()
 {
     std::shared_ptr<string> sp1(new string("111111"));
     std::shared_ptr<string> sp2(sp1);
     std::weak_ptr<string> wp = sp1;
     cout << wp.expired() << endl;
     cout << wp.use_count() << endl;
 ​
     // sp1和sp2都指向了其它资源,则weak_ptr就过期了
     sp1 = make_shared<string>("222222");
     cout << wp.expired() << endl;
     cout << wp.use_count() << endl;
 ​
     sp2 = make_shared<string>("333333");
     cout << wp.expired() << endl;
     cout << wp.use_count() << endl;
 ​
     wp = sp1;
     //std::shared_ptr<string> sp3 = wp.lock();
     auto sp3 = wp.lock();
     cout << wp.expired() << endl;
     cout << wp.use_count() << endl;
 ​
     *sp3 += "###";
     cout << *sp1 << endl;
 ​
     return 0;
 }

6>shared_ptr的线程安全问题

shared_ptr的引⽤计数对象在堆上,如果多个shared_ptr对象在多个线程中,进⾏shared_ptr的拷⻉析构时会访问修改引⽤计数,就会存在线程安全问题,所以shared_ptr引⽤计数是需要加锁或者原⼦操作保证线程安全的

shared_ptr指向的对象也是有线程安全的问题的,但是这个对象的线程安全问题不归shared_ptr管,它也管不了,应该有外层使⽤shared_ptr的⼈进⾏线程安全的控制

• 下⾯的程序会崩溃或者A资源没释放,tianci::shared_ptr引⽤计数从int*改成atomic<int>*就可以保证引⽤计数的线程安全问题,或者使⽤互斥锁加锁也可以

struct AA
{
	int _a1 = 0;
	int _a2 = 0;
	~AA()
	{
		cout << "~AA()" << endl;
	}
};

int main()
{
	tianci::shared_ptr<AA> p(new AA);
	const size_t n = 100000;

	mutex mtx;
	auto func = [&]()
		{
			for (size_t i = 0; i < n; ++i)
			{
				// 这⾥智能指针拷⻉会++计数
				tianci::shared_ptr<AA> copy(p);
				{
					unique_lock<mutex> lk(mtx);
					copy->_a1++;
					copy->_a2++;
				}
			}
		};

	thread t1(func);
	thread t2(func);

	t1.join();
	t2.join();

	cout << p->_a1 << endl;
	cout << p->_a2 << endl;

	cout << p.use_count() << endl;

	return 0;
}

7>C++11和boost中智能指针的关系

Boost库是为C++语⾔标准库提供扩展的⼀些C++程序库的总称,Boost社区建⽴的初衷之⼀就是为C++的标准化⼯作提供可供参考的实现,Boost社区的发起⼈Dawes本⼈就是C++标准委员会的成员之⼀。在Boost库的开发中,Boost社区也在这个⽅向上取得了丰硕的成果,C++11及之后的新语法和库有很多都是从Boost中来的

• C++ 98 中产⽣了第⼀个智能指针auto_ptr

• C++ boost给出了更实⽤的scoped_ptr/scoped_arrayshared_ptr/shared_arrayweak_ptr

• C++ TR1,引⼊了shared_ptr等,不过注意的是TR1并不是标准版

• C++ 11,引⼊了unique_ptrshared_ptrweak_ptr。需要注意的是unique_ptr对应boostscoped_ptr。并且这些智能指针的实现原理是参考boost中的实现的

8>内存泄露

a.什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存,⼀般是忘记释放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,⽽是应⽤程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因⽽造成了内存的浪费

内存泄漏的危害:普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤,进程正常结束,⻚表的映射关系解除,物理内存也可以释放。⻓期运⾏的程序出现内存泄漏,影响很⼤,如操作系统、后台服务、⻓时间运⾏的客⼾端等等,不断出现内存泄漏会导致可⽤内存不断变少,各种功能响应越来越慢,最终卡死

int main()
{
    // 申请⼀个1G未释放,这个程序多次运行也没啥危害
    // 因为程序马上就结束,进程结束各种资源也就回收了
    char* ptr = new char[1024 * 1024 * 1024];
    cout << (void*)ptr << endl;
    
    return 0;
}

b.如何检测内存泄漏

• linux下内存泄漏检测:Linux下几款C++程序中的内存泄露检查工具_c++内存泄露工具分析-CSDN博客

• windows下使⽤第三⽅⼯具:windows下的内存泄露检测工具VLD使用_windows内存泄漏检测工具-CSDN博客

c.如何避免内存泄漏

• ⼯程前期良好的设计规范,养成良好的编码规范,申请的内存空间记着匹配的去释放。ps:这个理想状态。但是如果碰上异常时,就算注意释放了,还是可能会出问题。需要下⼀条智能指针来管理才有保证

• 尽量使⽤智能指针来管理资源,如果⾃⼰场景⽐较特殊,采⽤RAII思想⾃⼰造个轮⼦管理

• 定期使⽤内存泄漏⼯具检测,尤其是每次项⽬快上线前,不过有些⼯具不够靠谱,或者是收费

• 总结⼀下:内存泄漏⾮常常⻅,解决⽅案分为两种:1、事前预防型。如智能指针等。2、事后查错型。如泄漏检测⼯具

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