linux中内存泄漏的检测（三）定制化的new/delete

linux中内存泄漏的检测（三）定制化的new/delete 2016.01.04

《linux中内存泄漏的检测（二）定制化的malloc/free》中的__wrap方法只解决了C的问题，这一节介绍怎么让C++中的new/delete也能方便地插入计数代码。

wrap方法尝试

可不可以使用__wrap_new/__wrap_delete?我们试试看。

我写了这样的测试代码

#include <iostream>
using namespace std;

int count = 0;

void * __wrap_new(size_t size)
{
    count++;
    return __real_new(size);
}

void __wrap_delete(void *ptr)
{
    count--;
    __real_delete(ptr);
}

int main()
{
    count = 0;
    int *p1 = new int;
    int *p2 = new int;
    delete p1;
    if(count != 0)
        cout<<"memory leak!"<<endl;
        return 0;
}

然后这样编译，g++ -o test test.cpp -Wl,--wrap,new -Wl,--wrap,delete，结果

cpptest.cpp: In function ‘void* __wrap_new(size_t)’:
cpptest.cpp:9:27: error: ‘__real_new’ was not declared in this scope
     return __real_new(size);
                           ^
cpptest.cpp: In function ‘void __wrap_delete(void*)’:
cpptest.cpp:15:22: error: ‘__real_delete’ was not declared in this scope
     __real_delete(ptr);
     ^

看来这种方法不可行，这要从new和malloc的区别说起。

new VS. malloc

malloc很好理解，它的作用就是分配一段指定大小的内存空间。

而new的工作分为两步：

第一步也是分配一段指定大小的内存空间，这一步与malloc相同，它有一个专用的名字，叫operator new

第二步是将分配到的内存以指定的方式初始化化，这是malloc所没有的，它也有一个专用的名字，叫placement new

步骤	作用	与malloc的关系	是否可以重载	怎样使用
operator new	分配一段指定大小的空间	相当于malloc	可以重载	可以单独调用，如`class pA = operator new(100)`，相当于`class pA = malloc(100);`
placement new	将一段空间以指定的方式初始化	malloc不能提供这样的功能	不能重载	可以把空间的指针作为参数传入，单独调用这一行为执行初始化操作，如`class *pA = new(buf) class();`，相当于使用class::class()初始化buf这段内存

关于operator new和placement new和更多细节，可以参考更多文章，但显然new的功能非常复杂，并不是一个__wrap_new(size_t size)能解决的。

operator new 重载

new的功能虽然复杂，但我们所关心的只是其中与分配内存相关的部分，也就是operator new。幸好，它可以重载。

C++支持重载，我们可以重载new中的operater new，在其中加入计数功能，并通过malloc实现内存申请。

#include <iostream>
using namespace std;

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

int count = 0;

void * operator new(size_t size)
{
    count++;
    return malloc(size);
}

void operator delete(void *ptr)
{
    count--;
    free(ptr);
}

int main()
{
    count = 0;
    int *p1 = new int;
    int *p2 = new int;
    delete p1;
    if(count != 0)
        cout<<"memory leak!"<<endl;
        return 0;
}

既然new也是通过调用malloc实现的，那么也不用operator new和malloc分别统计了，只需要统计malloc就行了。因为__wrap_symbol和__real_symbol都是C函数，所有要使用extern "C"。

#include <iostream>
using namespace std;

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

int count = 0;

extern "C"
{
void* __real_malloc(int c); 
void * __wrap_malloc(int size)
{
    count++;
    return __real_malloc(size);
}

void __real_free(void *ptr);
void __wrap_free(void *ptr)
{
    count--;
    __real_free(ptr);
}
}

void * operator new(size_t size)
{
    return malloc(size);
}

void operator delete(void *ptr)
{
    free(ptr);
}

int main()
{
    count = 0;
    int *p1 = new int(3);
    int *p2 = new int(4);
    cout<<*p1<<' '<<*p2<<endl;
    delete p1;
    if(count != 0)
        cout<<"memory leak!"<<endl;
        return 0;
}