如何查找我是否有内存泄漏

Question

我写了一个数c运行ching算法。这个想法是：

一个小的主程序需要很少的内存（从 2 MB 开始）
然后，在一个循环中，它调用一个需要相当多内存（大约 100 MB）的函数，当函数结束时应该释放这些内存。为了了解发生了什么，现在总是使用相同的参数调用该函数。

看来是程序吃内存比较慢，怀疑是内存泄露。我尝试过 Clang 的 Address Sanitizer 和 Intel 的 Pointer Checker，但他们没有找到任何东西。

现在，我正在查看 Activity 监视器中的内存消耗（我正在运行ning OSX，但我从 Unix 命令 "top") 并且就在调用大函数之前，程序占用 2 MB。当运行调用函数时，程序占用 120 MB。奇怪的是，当程序结束大函数并返回循环内部时，它现在占用了 37 MB！然后，当它返回到 big 函数时，它需要 130 MB。再次回到循环中，它需要 36 MB，然后在大函数中需要 140 MB...

所以它正在慢慢地飘走，但不是有规律的。我应该如何信任 "top" 中的内存使用情况？

内存碎片可以增加内存使用量而不会内存泄漏吗？

我让程序运行过夜，这是我得到的数据：

在第一个循环中，程序占用 150 MB
2小时后，经过68次循环，程序占用220MB
经过一晚上和 394 次循环后，程序占用 480 MB

因此，分配和释放内存（大约 120 MB）的函数似乎每次调用时 "leak" 1 MB。

Answer 1

首先，确保在很长一段时间内（例如，如果一次迭代需要一分钟，运行需要几个小时）增长会持续。如果增长渐近线那么就没有问题。接下来我会尝试 valgrind。然后，如果这没有帮助，您将不得不对您的代码进行二进制搜索：注释掉一些位，直到增长停止。我将从完全删除 MKL 库的使用开始（如果需要，请保留存根），然后看看会发生什么。接下来，将向量更改为 std::vector 看看是否有帮助。之后你将不得不使用你的判断。

Answer 2

我想我找到了罪魁祸首：MKL（截至今天的最新版本）。我使用 Pardiso，以下示例泄漏非常缓慢：每 13 秒约 0.1 MB，一夜之间达到 280 MB。这些是我从模拟中得到的数字。

如果你想试一试，你可以编译它：

icpc -std=c++11 pardiso-leak.cpp -o main -lmkl_intel_lp64 -lmkl_core -lmkl_intel_thread -liomp5 -ldl -lpthread -lm

感谢大家的帮助。我已将错误报告给英特尔。

#include <iostream>
#include <vector>

#include "mkl_pardiso.h"
#include "mkl_types.h"

int main (int argc, char const *argv[])
{
  const auto n = std::size_t{1000};
  auto m = MKL_INT{n * n};

  auto values = std::vector<double>();
  auto column = std::vector<MKL_INT>();
  auto row = std::vector<MKL_INT>();

  row.push_back(1);
  for(std::size_t j = 0; j < n; ++j) {
    column.push_back(j + 1);
    values.push_back(1.0);
    column.push_back(j + n + 1);
    values.push_back(0.1);
    row.push_back(column.size() + 1);
  }
  for(std::size_t i = 1; i < n - 1; ++i) {
    for(std::size_t j = 0; j < n; ++j) {
      column.push_back(n * i + j - n + 1);
      values.push_back(0.1);
      column.push_back(n * i + j + 1);
      values.push_back(1.0);
      column.push_back(n * i + j + n + 1);
      values.push_back(0.1);
      row.push_back(column.size() + 1);
    }
  }
  for(std::size_t j = 0; j < n; ++j) {
    column.push_back((n - 1) * n + j - n + 1);
    values.push_back(0.1);
    column.push_back((n - 1) * n + j + 1);
    values.push_back(1.0);
    row.push_back(column.size() + 1);
  }

  auto y = std::vector<double>(m, 1.0);
  auto x = std::vector<double>(m, 0.0);

  auto pardiso_nrhs = MKL_INT{1};
  auto pardiso_max_fact = MKL_INT{1};
  auto pardiso_mnum = MKL_INT{1};
  auto pardiso_mtype = MKL_INT{11};
  auto pardiso_msglvl = MKL_INT{0};
  MKL_INT pardiso_iparm[64];
  for (int i = 0; i < 64; ++i) {
    pardiso_iparm[i] = 0;
  }
  pardiso_iparm[0] = 1;
  pardiso_iparm[1] = 2;
  pardiso_iparm[3] = 0;
  pardiso_iparm[4] = 0;
  pardiso_iparm[5] = 0;
  pardiso_iparm[7] = 0;
  pardiso_iparm[8] = 0;
  pardiso_iparm[9] = 13;
  pardiso_iparm[10] = 1;
  pardiso_iparm[11] = 0;
  pardiso_iparm[12] = 1;
  pardiso_iparm[17] = -1;
  pardiso_iparm[18] = 0;
  pardiso_iparm[20] = 0;
  pardiso_iparm[23] = 1;
  pardiso_iparm[24] = 0;
  pardiso_iparm[26] = 0;
  pardiso_iparm[27] = 0;
  pardiso_iparm[30] = 0;
  pardiso_iparm[31] = 0;
  pardiso_iparm[32] = 0;
  pardiso_iparm[33] = 0;
  pardiso_iparm[34] = 0;
  pardiso_iparm[59] = 0;
  pardiso_iparm[60] = 0;
  pardiso_iparm[61] = 0;
  pardiso_iparm[62] = 0;
  pardiso_iparm[63] = 0;
  void* pardiso_pt[64];
  for (int i = 0; i < 64; ++i) {
    pardiso_pt[i] = nullptr;
  }

  auto error = MKL_INT{0};
  auto phase = MKL_INT{11};
  MKL_INT i_dummy;
  double d_dummy;
  PARDISO(pardiso_pt, &pardiso_max_fact, &pardiso_mnum, &pardiso_mtype,
          &phase, &m, values.data(), row.data(), column.data(), &i_dummy,
          &pardiso_nrhs, pardiso_iparm, &pardiso_msglvl, &d_dummy,
          &d_dummy, &error);
  phase = 22;
  PARDISO(pardiso_pt, &pardiso_max_fact, &pardiso_mnum, &pardiso_mtype,
          &phase, &m, values.data(), row.data(), column.data(), &i_dummy,
          &pardiso_nrhs, pardiso_iparm, &pardiso_msglvl, &d_dummy,
          &d_dummy, &error);
  phase = 33;
  for(size_t i = 0; i < 10000; ++i) {
    std::cout << "i = " << i << std::endl;
    PARDISO(pardiso_pt, &pardiso_max_fact, &pardiso_mnum, &pardiso_mtype,
            &phase, &m, values.data(), row.data(), column.data(), &i_dummy,
            &pardiso_nrhs, pardiso_iparm, &pardiso_msglvl, y.data(),
            x.data(), &error);
  }
  phase = -1;
  PARDISO(pardiso_pt, &pardiso_max_fact, &pardiso_mnum, &pardiso_mtype,
          &phase, &m, values.data(), row.data(), column.data(), &i_dummy,
          &pardiso_nrhs, pardiso_iparm, &pardiso_msglvl, &d_dummy,
          &d_dummy, &error);

  return 0;
}

如何查找我是否有内存泄漏

How to find if I have a memory leak

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