MFC与Qt的内存管理

时间 2019-11-30

标签 mfc 内存管理繁體版

原文原文链接

最近在作MFC向Qt的移植，在内存管理方面遇到了很头疼的问题，虽然不知道问题到底出在哪，先了解下这两个库的内存管理方式。因而转载两篇关于内存管理的文章。php

一. Qt内存管理：html

在Qt的程序中常常会看到只有new而不delete的状况，实际上是由于Qt有一套回收内存的机制，主要的规则以下：

1.全部继承自QObject类的类，若是在new的时候指定了父亲，那么它的清理时在父亲被delete的时候delete的，因此若是一个程序中，全部的QObject类都指定了父亲，那么他们是会一级级的在最上面的父亲清理时被清理，而不用本身清理；

2. 程序一般最上层会有一个根的QObject，就是放在setCentralWidget（）中的那个QObject，这个QObject在 new的时候没必要指定它的父亲，由于这个语句将设定它的父亲为总的QApplication，当整个QApplication没有时它就自动清理，因此也无需清理。这里Qt4和Qt3有不一样，Qt3中用的是setmainwidget函数，可是这个函数不做为里面QObject的父亲，因此Qt3中这个顶层的QObject要自行销毁）。

3.这是有人可能会问那若是我自行delete掉这些Qt接管负责销毁的指针了会出现什么状况呢，若是这么作的话，正常状况下被delete的对象的父亲会知道这件事情，它会知道它的儿子被你直接delete了，这样它会将这个儿子移出它的列表，而且从新构建显示内容，可是直接这样作是有风险的！也就是要说的下一条。

4.当一个QObject正在接受事件队列时若是中途被你DELETE掉了，就是出现问题了，因此Qt中建议你们不要直接DELETE掉一个QObject，若是必定要这样作，要使用QObject的 deleteLater()函数，它会让全部事件都发送完一切处理好后立刻清除这片内存，并且就算调用屡次的deletelater也不会有问题。

5.Qt 不建议在一个QObject对象的父亲的范围以外持有对这个对象的指针，由于若是这样外面的指针极可能不会察觉这个QObject被释放，会出现错误。如果必定要这样，就要记住你在哪这样作了，而后抓住那个被你违规使用的QObject的destroyed（）信号，当它没有时赶快置零你的外部指针。固然我认为这样作是及其麻烦也不符合高效率编程规范的，因此若是要这样在外部持有QObject的指针，建议使用引用或者用智能指针，如Qt就提供了智能指针针对这些状况，见最后一条。

6.Qt中的智能指针封装为QPointer类，全部QObject的子类均可以用这个智能指针来包装，不少用法与普通指针同样，能够详见Qt assistant

经过调查这个Qt的内存管理功能，发现了不少东西，如今以为虽然这个Qt弄的有点小复杂，可是使用起来仍是很方便的，最后要说的是某些内存泄露的检测工具会认为Qt的程序由于这种方式存在内存泄露，发现时大可没必要理会~

原帖地址：http://blog.csdn.net/leonwei/archive/2009/01/04/3703598.aspx编程

二. MFC内存分配方式与调试机制数组

1 内存分配app

1.1 内存分配函数框架

MFCWin32或者C语言的内存分配API，有四种内存分配API可供使用。函数

Win32的堆分配函数
每个进程均可以使用堆分配函数建立一个私有的堆──调用进程地址空间的一个或者多个页面。DLL建立的私有堆一定在调用DLL的进程的地址空间内，只能被调用进程访问。工具

HeapCreate用来建立堆；HeapAlloc用来从堆中分配必定数量的空间，HeapAlloc分配的内存是不能移动的；HeapSize能够肯定从堆中分配的空间的大小；HeapFree用来释放从堆中分配的空间；HeapDestroy销毁建立的堆。spa
Windows传统的全局或者局部内存分配函数
因为Win32采用平面内存结构模式，Win32下的全局和局部内存函数除了名字不一样外，其余彻底相同。任一函数均可以用来分配任意大小的内存（仅仅受可用物理内存的限制）。用法能够和Win16下基本同样。.net

Win32下保留这类函数保证了和Win16的兼容。
C语言的标准内存分配函数
C语言的标准内存分配函数包括如下函数：

malloc，calloc，realloc，free，等。

这些函数最后都映射成堆API函数，因此，malloc分配的内存是不能移动的。这些函数的调式版本为

malloc_dbg，calloc_dbg，realloc_dbg，free_dbg，等。
Win32的虚拟内存分配函数

虚拟内存API是其余API的基础。虚拟内存API以页为最小分配单位，X86上页长度为4KB，能够用GetSystemInfo函数提取页长度。虚拟内存分配函数包括如下函数：

LPVOID VirtualAlloc(LPVOID lpvAddress,

DWORD cbSize,

DWORD fdwAllocationType,

DWORD fdwProtect);

该函数用来分配必定范围的虚拟页。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。

LPVOID VirtualAllocEx(HANDLE process,

LPVOID lpvAddress,

DWORD cbSize,

DWORD fdwAllocationType,

DWORD fdwProtect);

该函数功能相似于VirtualAlloc，可是容许指定进程process。VirtaulFree、VirtualProtect、VirtualQuery都有对应的扩展函数。

BOOL VirtualFree(LPVOID lpvAddress,

　　DWORD dwSize,

　　DWORD dwFreeType);

该函数用来回收或者释放分配的虚拟内存。参数1指定但愿回收或者释放内存的基地址；若是是回收，参数2能够指向虚拟地址范围内的任何地方，若是是释放，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。

BOOL VirtualProtect(LPVOID lpvAddress,

　　DWORD cbSize,

　　DWORD fdwNewProtect,

　　PDWORD pfdwOldProtect);

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。

DWORD VirtualQuery(LPCVOID lpAddress,

　　PMEMORY_BASIC_INFORMATION lpBuffer,

　　DWORD dwLength

　　);

该函数用来查询内存中指定页的特性。参数1指向但愿查询的虚拟地址；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。

BOOL VirtualLock(LPVOID lpAddress,DWORD dwSize);

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。

BOOL VirtualUnLock(LPVOID lpAddress,DWORD dwSize);

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。

1.2 C++的new 和 delete操做符

MFC定义了两种做用范围的new和delete操做符。对于new，不论哪一种，参数1类型必须是size_t，且返回void类型指针。

全局范围内的new和delete操做符
原型以下：

void _cdecl ::operator new(size_t nSize);

void __cdecl operator delete(void* p);

调试版本：

void* __cdecl operator new(size_t nSize, int nType,

LPCSTR lpszFileName, int nLine)
类定义的new和delete操做符

原型以下：

void* PASCAL classname::operator new(size_t nSize);

void PASCAL classname::operator delete(void* p);

类的operator new操做符是类的静态成员函数，对该类的对象来讲将覆盖全局的operator new。全局的operator new用来给内部类型对象（如int）、没有定义operator new操做符的类的对象分配内存。

new操做符被映射成malloc或者malloc_dbg，delete被映射成free或者free_dbg。

2 调试手段

MFC应用程序可使用C运行库的调试手段，也可使用MFC提供的调试手段。两种调试手段分别论述以下。

2.1 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以下：

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。
条件验证或者断言宏：
断言宏主要有：

assert 检验某个条件是否知足，不知足终止程序执行。

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能够读写；

_CrtIsMemoryBlock 验证某个内存块是否在本地堆中。
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全部对象的信息；

_CrtDumpMemoryLeaks 检测程序执行以来的内存漏洞，若是有漏洞则输出全部分配的对象。

2.2 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。

MFC的TRACE、ASSERT
ASSERT

使用ASSERT断言断定程序是否能够继续执行。

TRACE

使用TRACE宏显示或者打印调试信息。TRACE是经过函数AfxTrace实现的。因为AfxTrace函数使用了cdecl调用约定，故能够接受个数不定的参数，如同printf函数同样。它的定义和实现以下：
```
void AFX_CDECL AfxTrace(LPCTSTR lpszFormat, ...)

{

#ifdef _DEBUG // all AfxTrace output is controlled by afxTraceEnabled

if (!afxTraceEnabled)

return;

#endif

//处理个数不定的参数

va_list args;

va_start(args, lpszFormat);

int nBuf;

TCHAR szBuffer[512];

nBuf = _vstprintf(szBuffer, lpszFormat, args);

ASSERT(nBuf < _countof(szBuffer));

if ((afxTraceFlags & traceMultiApp) && (AfxGetApp() != NULL))

afxDump << AfxGetApp()->m_pszExeName << ": ";

afxDump << szBuffer;

va_end(args);

}

#endif //_DEBUG
```
在程序源码中，能够控制是否显示跟踪信息，显示什么跟踪信息。若是全局变量afxTraceEnabled为 TRUE，则TRACE宏能够输出；不然，没有TRACE信息被输出。若是经过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“Multilple Application Debug”，令AfxTraceFlags|=traceMultiApp。能够跟踪的信息有：
```
enum AfxTraceFlags

{

traceMultiApp = 1, // multi-app debugging

traceAppMsg = 2, // main message pump trace (includes DDE)

traceWinMsg = 4, // Windows message tracing

traceCmdRouting = 8, // Windows command routing trace

//(set 4+8 for control notifications)

traceOle = 16, // special OLE callback trace

traceDatabase = 32, // special database trace

traceInternet = 64 // special Internet client trace

};
```
这样，应用程序能够在须要的地方指定afxTraceEnabled的值打开或者关闭TRACE开关，指定AfxTraceFlags的值过滤跟踪信息。

Visual C++提供了一个TRACE工具，也能够用来完成上述功能。

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，它能够接收一个字符串和一个MSG指针，而后，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的详细实现能够参见AfxTrace.cpp。
MFC对象内容转储
对象内容转储是CObject类提供的功能，全部从它派生的类均可以经过覆盖虚拟函数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：
```
class ClassName : public CObject

{

public:

#ifdef _DEBUG

virtual void Dump( CDumpContext& dc ) const;

#endif

…

};
```
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提供了一个预约义的全局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的实现能够知道，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。

例如：
```
CPerson* pMyPerson = new CPerson;

// set some fields of the CPerson object...

//...

// now dump the contents

#ifdef _DEBUG

pMyPerson->Dump( afxDump );

#endif
```
MFC对象有效性检测

对象有效性检测是CObject类提供的功能，全部从它派生的类均可以经过覆盖虚拟函数AssertValid来支持该功能。在讲述CObject类时曾提到过。

虚拟函数AssertValid的定义：

class ClassName : public CObject

{

public:

#ifdef _DEBUG

virtual void AssertValid( ) const;

#endif

…

};

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。

3 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#define new DEBUG_NEW插入到每个源文件中，这样，调试版本就使用_malloc_dbg来分配内存。MFC Appwizard在建立框架文件时已经做了这样的处理。

AfxDoForAllObjects
MFC提供了函数AfxDoForAllObjects来追踪动态分配的内存对象，函数原型以下：

void AfxDoForAllObjects( void (*pfn)(CObject* pObject,

void* pContext), void* pContext );

其中：

参数1是一个函数指针，AfxDoForAllObjects对每一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能够检测到全部使用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。
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，须要以下系列步骤：

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；关闭内存诊断能够加快程序执行速度，减小诊断输出。
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，能够取以下值或者这些值相或：

afxMemDF，delayFreeMemDF，checkAlwaysMemDF

其中：allocMemDF表示能够进行内存诊断输出；delayFreeMemDF表示是不是在应用程序结束时才调用free或者delete，这样致使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以后都调用函数 AfxCheckMemory进行内存检测（AfxCheckMemory检查堆中全部经过new分配的内存（不含malloc））。

这一步是可选步骤，非必须。

建立一个CMemState类型的变量oldMemState，调用CMemState的成员函数CheckPoint得到初次内存快照。
执行了系列内存分配或者释放以后，建立另外一个CMemState类型变量newMemState，调用CMemState的成员函数CheckPoint得到新的内存快照。
建立第三个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。若是没有不一样，则返回FALSE，不然返回TRUE。
若是不一样，则调用成员函数DumpStatistics输出比较结果。

例如：

// Declare the variables needed

#ifdef _DEBUG

CMemoryState oldMemState, newMemState, diffMemState;

oldMemState.Checkpoint();

#endif

// do your memory allocations and deallocations...

CString s = "This is a frame variable";

// the next object is a heap object

CPerson* p = new CPerson( "Smith", "Alan", "581-0215" );

#ifdef _DEBUG

newMemState.Checkpoint();

if( diffMemState.Difference( oldMemState, newMemState ) )

{

TRACE( "Memory leaked!\n" );

diffMemState.DumpStatistics();

//or diffMemState.DumpAllObjectsSince();

}

#endif

MFC在应用程序（调试版）结束时，自动进行内存漏洞检测，若是存在漏洞，则输出漏洞的有关信息。

原帖地址：http://www.vczx.com/tutorial/mfc/mfc10.php

http://www.cnblogs.com/waytofall/archive/2011/12/30/2307103.html