MFC中内存分配方式和调试机制Word格式文档下载.docx
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虚拟内存API以页为最小分配单位,X86上页长度为4KB,可以用GetSystemInfo函数提取页长度。
虚拟内存分配函数包括以下函数:
∙LPVOIDVirtualAlloc(LPVOIDlpvAddress,
DWORDcbSize,
DWORDfdwAllocationType,
DWORDfdwProtect);
该函数用来分配一定范围的虚拟页。
参数1指定起始地址;
参数2指定分配内存的长度;
参数3指定分配方式,取值MEM_COMMINT或者MEM_RESERVE;
参数4指定控制访问本次分配的内存的标识,取值为PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE或者PAGE_NOACCESS。
∙LPVOIDVirtualAllocEx(HANDLEprocess,
LPVOIDlpvAddress,
该函数功能类似于VirtualAlloc,但是允许指定进程process。
VirtaulFree、VirtualProtect、VirtualQuery都有对应的扩展函数。
∙BOOLVirtualFree(LPVOIDlpvAddress,
DWORDdwSize,
DWORDdwFreeType);
该函数用来回收或者释放分配的虚拟内存。
参数1指定希望回收或者释放内存的基地址;
如果是回收,参数2可以指向虚拟地址范围内的任何地方,如果是释放,参数2必须是VirtualAlloc返回的地址;
参数3指定是否释放或者回收内存,取值为MEM_DECOMMINT或者MEM_RELEASE。
∙BOOLVirtualProtect(LPVOIDlpvAddress,
DWORDfdwNewProtect,
PDWORDpfdwOldProtect);
该函数用来把已经分配的页改变成保护页。
参数1指定分配页的基地址;
参数2指定保护页的长度;
参数3指定页的保护属性,取值PAGE_READ、PAGE_WRITE、PAGE_READWRITE等等;
参数4用来返回原来的保护属性。
∙DWORDVirtualQuery(LPCVOIDlpAddress,
PMEMORY_BASIC_INFORMATIONlpBuffer,
DWORDdwLength
);
该函数用来查询内存中指定页的特性。
参数1指向希望查询的虚拟地址;
参数2是指向内存基本信息结构的指针;
参数3指定查询的长度。
∙BOOLVirtualLock(LPVOIDlpAddress,DWORDdwSize);
该函数用来锁定内存,锁定的内存页不能交换到页文件。
参数1指定要锁定内存的起始地址;
参数2指定锁定的长度。
∙BOOLVirtualUnLock(LPVOIDlpAddress,DWORDdwSize);
参数1指定要解锁的内存的起始地址;
参数2指定要解锁的内存的长度。
1.C++的new和delete操作符
MFC定义了两种作用范围的new和delete操作符。
对于new,不论哪种,参数1类型必须是size_t,且返回void类型指针。
1.全局范围内的new和delete操作符
原型如下:
void_cdecl:
:
operatornew(size_tnSize);
void__cdecloperatordelete(void*p);
调试版本:
void*__cdecloperatornew(size_tnSize,intnType,
LPCSTRlpszFileName,intnLine)
2.类定义的new和delete操作符
void*PASCALclassname:
voidPASCALclassname:
operatordelete(void*p);
类的operatornew操作符是类的静态成员函数,对该类的对象来说将覆盖全局的operatornew。
全局的operatornew用来给内部类型对象(如int)、没有定义operatornew操作符的类的对象分配内存。
new操作符被映射成malloc或者malloc_dbg,delete被映射成free或者free_dbg。
1.调试手段
MFC应用程序可以使用C运行库的调试手段,也可以使用MFC提供的调试手段。
两种调试手段分别论述如下。
1.C运行库提供和支持的调试功能
C运行库提供和支持的调试功能如下:
1.调试信息报告函数
用来报告应用程序的调试版本运行时的警告和出错信息。
包括:
_CrtDbgReport用来报告调试信息;
_CrtSetReportMode设置是否警告、出错或者断言信息;
_CrtSetReportFile设置是否把调试信息写入到一个文件。
2.条件验证或者断言宏:
断言宏主要有:
assert检验某个条件是否满足,不满足终止程序执行。
验证函数主要有:
_CrtIsValidHeapPointer验证某个指针是否在本地堆中;
_CrtIsValidPointer验证指定范围的内存是否可以读写;
_CrtIsMemoryBlock验证某个内存块是否在本地堆中。
3.内存(堆)调试:
malloc_dbg分配内存时保存有关内存分配的信息,如在什么文件、哪一行分配的内存等。
有一系列用来提供内存诊断的函数:
_CrtMemCheckpoint保存内存快照在一个_CrtMemState结构中;
_CrtMemDifference比较两个_CrtMemState;
_CrtMemDumpStatistics转储输出一_CrtMemState结构的内容;
_CrtMemDumpAllObjectsSince输出上次快照或程序开始执行以来在堆中分配的所有对象的信息;
_CrtDumpMemoryLeaks检测程序执行以来的内存漏洞,如果有漏洞则输出所有分配的对象。
1.MFC提供的调试手段
MFC在C运行库提供和支持的调试功能基础上,设计了一些类、函数等来协助调试。
1.MFC的TRACE、ASSERT
ASSERT
使用ASSERT断言判定程序是否可以继续执行。
TRACE
使用TRACE宏显示或者打印调试信息。
TRACE是通过函数AfxTrace实现的。
由于AfxTrace函数使用了cdecl调用约定,故可以接受个数不定的参数,如同printf函数一样。
它的定义和实现如下:
voidAFX_CDECLAfxTrace(LPCTSTRlpszFormat,...)
{
#ifdef_DEBUG//allAfxTraceoutputiscontrolledbyafxTraceEnabled
if(!
afxTraceEnabled)
return;
#endif
//处理个数不定的参数
va_listargs;
va_start(args,lpszFormat);
intnBuf;
TCHARszBuffer[512];
nBuf=_vstprintf(szBuffer,lpszFormat,args);
ASSERT(nBuf<
_countof(szBuffer));
if((afxTraceFlags&
traceMultiApp)&
&
(AfxGetApp()!
=NULL))
afxDump<
<
AfxGetApp()->
m_pszExeName<
"
;
szBuffer;
va_end(args);
}
#endif//_DEBUG
在程序源码中,可以控制是否显示跟踪信息,显示什么跟踪信息。
如果全局变量afxTraceEnabled为TRUE,则TRACE宏可以输出;
否则,没有TRACE信息被输出。
如果通过afxTraceFlags指定了跟踪什么消息,则输出有关跟踪信息,例如为了指定“MultilpleApplicationDebug”,令AfxTraceFlags|=traceMultiApp。
可以跟踪的信息有:
enumAfxTraceFlags
traceMultiApp=1,//multi-appdebugging
traceAppMsg=2,//mainmessagepumptrace(includesDDE)
traceWinMsg=4,//Windowsmessagetracing
traceCmdRouting=8,//Windowscommandroutingtrace
//(set4+8forcontrolnotifications)
traceOle=16,//specialOLEcallbacktrace
traceDatabase=32,//specialdatabasetrace
traceInternet=64//specialInternetclienttrace
};
这样,应用程序可以在需要的地方指定afxTraceEnabled的值打开或者关闭TRACE开关,指定AfxTraceFlags的值过滤跟踪信息。
VisualC++提供了一个TRACE工具,也可以用来完成上述功能。
为了显示消息信息,MFC内部定义了一个AFX_MAP_MESSAG类型的数组allMessages,储存了Windows消息和消息名映射对。
例如:
allMessages[1].nMsg=WM_CREATE,
allMessages[1].lpszMsg=“WM_CREATE”
MFC内部还使用函数_AfxTraceMsg显示跟踪消息,它可以接收一个字符串和一个MSG指针,然后,把该字符串和MSG的各个域的信息组合成一个大的字符串并使用AfxTrace显示出来。
allMessages和函数_AfxTraceMsg的详细实现可以参见AfxTrace.cpp。
2.MFC对象内容转储
对象内容转储是CObject类提供的功能,所有从它派生的类都可以通过覆盖虚拟函数DUMP来支持该功能。
在讲述CObject类时曾提到过。
虚拟函数Dump的定义:
classClassName:
publicCObject
public:
#ifdef_DEBUG
virtualvoidDump(CDumpContext&
dc)const;
…
在使用Dump时,必须给它提供一个CDumpContext类型的参数,该参数指定的对象将负责输出调试信息。
为此,MFC提供了一个预定义的全局CDumpContext对象afxDump,它把调试信息输送给调试器的调试窗口。
从前面AfxTrace的实现可以知道,MFC使用了afxDump输出跟踪信息到调试窗口。
CDumpContext类没有基类,它提供了以文本形式输出诊断信息的功能。
CPerson*pMyPerson=newCPerson;
//setsomefieldsoftheCPersonobject...
//...
//nowdumpthecontents
pMyPerson->
Dump(afxDump);
3.MFC对象有效性检测
对象有效性检测是CObject类提供的功能,所有从它派生的类都可以通过覆盖虚拟函数AssertValid来支持该功能。
虚拟函数AssertValid的定义:
virtualvoidAssertValid()const;
…
使用ASSERT_VALID宏判断一个对象是否有效,该对象的类必须覆盖了AssertValid函数。
形式为:
ASSERT_VALID(pObject)。
另外,MFC提供了一些函数来判断地址是否有效,如:
AfxIsMemoryBlock,AfxIsString,AfxIsValidAddress。
1.内存诊断
MFC使用DEBUG_NEW来跟踪内存分配时的执行的源码文件和行数。
把#definenewDEBUG_NEW插入到每一个源文件中,这样,调试版本就使用_malloc_dbg来分配内存。
MFCAppwizard在创建框架文件时已经作了这样的处理。
1.AfxDoForAllObjects
MFC提供了函数AfxDoForAllObjects来追踪动态分配的内存对象,函数原型如下:
voidAfxDoForAllObjects(void(*pfn)(CObject*pObject,
void*pContext),void*pContext);
其中:
参数1是一个函数指针,AfxDoForAllObjects对每个对象调用该指针表示的函数。
参数2将传递给参数1指定的函数。
AfxDoForAllObjects可以检测到所有使用new分配的CObject对象或者CObject类派生的对象,但全局对象、嵌入对象和栈中分配的对象除外。
2.内存漏洞检测
仅仅用于new的DEBUG版本分配的内存。
完成内存漏洞检测,需要如下系列步骤:
∙调用AfxEnableMemoryTracking(TRUE/FALSE)打开/关闭内存诊断。
在调试版本下,缺省是打开的;
关闭内存诊断可以加快程序执行速度,减少诊断输出。
∙使用MFC全局变量afxMemDF更精确地指定诊断输出的特征,缺省值是allocMemDF,可以取如下值或者这些值相或:
afxMemDF,delayFreeMemDF,checkAlwaysMemDF
allocMemDF表示可以进行内存诊断输出;
delayFreeMemDF表示是否是在应用程序结束时才调用free或者delete,这样导致程序最大可能的分配内存;
checkAlwaysMemDF表示每一次分配或者释放内存之后都调用函数AfxCheckMemory进行内存检测(AfxCheckMemory检查堆中所有通过new分配的内存(不含malloc))。
这一步是可选步骤,非必须。
∙创建一个CMemState类型的变量oldMemState,调用CMemState的成员函数CheckPoint获得初次内存快照。
∙执行了系列内存分配或者释放之后,创建另一个CMemState类型变量newMemState,调用CMemState的成员函数CheckPoint获得新的内存快照。
∙创建第三个CMemState类型变量difMemState,调用CMemState的成员函数Difference比较oldMemState和newMemState,结果保存在变量difMemState中。
如果没有不同,则返回FALSE,否则返回TRUE。
∙如果不同,则调用成员函数DumpStatistics输出比较结果。
//Declarethevariablesneeded
CMemoryStateoldMemState,newMemState,diffMemState;
oldMemState.Checkpoint();
//doyourmemoryallocationsanddeallocations...
CStrings="
Thisisaframevariable"
//thenextobjectisaheapobject
CPerson*p=newCPerson("
Smith"
"
Alan"
581-0215"
);
newMemState.Checkpoint();
if(diffMemState.Difference(oldMemState,newMemState))
TRACE("
Memoryleaked!
\n"
diffMemState.DumpStatistics();
//ordiffMemState.DumpAllObjectsSince();
MFC在应用程序(调试版)结束时,自动进行内存漏洞检测,如果存在漏洞,则输出漏洞的有关信息。
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