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。

因为我有 ObjC 和 iOS 开发的背景经验，所以我想使用 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;
}

我运行通过 Clang Static Analyzer 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：

我将配置文件架构更改为使用调试而不是发布。
我确保没有优化。

然而，在使用 Instruments 之后：

如您所见，没有泄漏报告。在网上搜索后，我遇到了，其中作者使用了sleep，所以我想也许Instruments实际上并没有像Valgrind那样覆盖malloc，而是使用了采样技术，并且它不会在这么短的时间内对其进行采样，所以我将程序更改为：

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，因为这是明显的内存泄漏。我会说它必须做一些优化，但后来我又明确地禁用了它。此外，如果我 malloc 更多字节，它确实会检测到它。或者它可能是 Instruments 中的错误？

所以我想知道这是否是 Instruments 无法检测到小分配的问题？我必须指出，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任何短暂的进程：它是基于计时器的。它会不时地停止该过程并检查是否有泄漏。对于短暂的进程，检查永远不会在进程退出之前发生。

其次，为什么它会遗漏一些漏洞：它会检查所有线程的堆栈、所有线程的寄存器以及寻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，则该分配不被视为已泄漏。

在你的情况下，分配的地址可能仍在寄存器或堆栈内存中。在 "real" 程序中，堆栈和寄存器最终将被重用，这些陈旧数据将被消除。

Allocations 工具确实跟踪所有分配和解除分配（假设该过程由 Instruments 启动）。您泄漏的分配在分配列表中，并且仍列为 "live"（a.k.a。已创建并持久存在）。问题是 Allocations 工具没有明确指出这种分配是泄漏。

此外，系统库还进行了分配，这些分配旨在在进程退出之前一直存在，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。您可以过滤和排序分配列表以发现漏洞，但这需要一些工作。

在更真实的程序的上下文中，Instruments 非常擅长发现漏洞。

显然，Clang 支持 LeakSanitizer，无论是作为 AddressSanitizer 的一部分还是独立的。这可能需要一个比 Apple 作为 Xcode and/or Catalina 的一部分更新的 Clang 版本。（我在 Mojave 上使用 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，那可能表现得更像您期望的那样。

使用 Instruments 检测 C/C++ 命令行内存泄漏

Detect C/C++ command line memory leaks using Instruments

c

xcode

memory-leaks

valgrind

xcode-instruments