Rational Purify 使用及分析實例

本文介紹了 IBM Rational Purify的基本概念和在不同操作系統中使用Purify對C/C++源程序中存在的內存問題進行勘察和分析，并且提供了有關的實例以便讀者在實際操作中作為參考。

簡介

本文介紹了IBM Rational Purify的基本概念和在不同操作系統中使用Purify對C/C++源程序中存在的內存問題進行勘察和分析，并且提供了有關的實例以便讀者在實際操作中作為參考。

1．內存問題的原因及分類

在C/C++程序中，有關內存使用的問題是最難發現和解決的。這些問題可能導致程序莫名其妙地停止、崩潰，或者不斷消耗內存直至資源耗盡。由于C/C++語言本身的特質和歷史原因，程序員使用內存需要注意的事項較多，而且語言本身也不提供類似Java的垃圾清理機制。編程人員使用一定的工具來查找和調試內存相關問題是十分必要的。

總的說來，與內存有關的問題可以分成兩類：內存訪問錯誤和內存使用錯誤。內存訪問錯誤包括錯誤地讀取內存和錯誤地寫內存。錯誤地讀取內存可能讓你的模塊返回意想不到的結果，從而導致后續的模塊運行異常。錯誤地寫內存可能導致系統崩潰。內存使用方面的錯誤主要是指申請的內存沒有正確釋放，從而使程序運行逐漸減慢，直至停止。這方面的錯誤由于表現比較慢很難被人工察覺。程序也許運行了很久才會耗凈資源，發生問題。

1.1 內存解剖

一個典型的C++內存布局如下圖所示：

自底向上，內存中依次存放著只讀的程序代碼和數據，全局變量和靜態變量，堆中的動態申請變量和堆棧中的自動變量。自動變量就是在函數內聲明的局部變量。當函數被調用時，它們被壓入棧；當函數返回時，它們就要被彈出堆棧。堆棧的使用基本上由系統控制，用戶一般不會直接對其進行控制，所以堆棧的使用還是相對安全的。動態內存是一柄雙刃劍：它可以提供程序員更靈活的內存使用方法，而且有些算法沒有動態內存會很難實現；但是動態內存往往是內存問題存在的沃土。

1.2 內存訪問錯誤

相對用戶使用的語言，動態內存的申請一般由malloc/new來完成，釋放由free/delete完成?；镜脑瓌t可以總結為：一對一，不混用。也就是說一個malloc必須對應一且唯一的free；new對應一且唯一的delete; malloc不能和delete, new不能和free對應。另外在C++中要注意delete和delete[]的區別。delete用來釋放單元變量，delete[]用來釋放數組等集聚變量。有關這方面的詳細信息可以參考[C++Adv]。

我們可以將內存訪問錯誤大致分成以下幾類：數組越界讀或寫、訪問未初始化內存、訪問已經釋放的內存和重復釋放內存或釋放非法內存。

下面的代碼集中顯示了上述問題的典型例子：

原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com