C++编码中减少内存缺陷的方法和工具

2)递归调用层数过深。在调试过程中，调用堆栈(call stack)窗口中可以发现函数递归调用的模式。

(2)函数返回信息被破坏

此类错误主要有两种情形：

1)对局部变量的写操作超出了范围（上溢）。在调试过程中，函数堆栈被破坏掉的明显标志是无法显示调用堆栈，并且错误发生在被调用函数即将返回的位置。

2)在调用函数和被调用函数之间如果出现了函数参数的不匹配或者调用规范的不一致。

为了检查此类错误，应该在代码编译时打开/GS、/RTCs开关(在菜单Project->Properties->Configuration Properties-> C/C++->Code Generation下设置)。

另外一类错误是动态内存错误。典型的情况如下：

(1)内存写越界。在调试版本中，如果是写上溢，就会收到“Damage：after block...”的跟踪消息，如果是写下溢出就会收到“Damage: before block...”的跟踪消息。

(2)删除不合法指针。在调试版本中，删除未初始化的指针或者非堆指针时，会收到_CrtIsValidHeapPointer断言错误。

(3)多次释放。在调试版本中，如果多次删除同一指针， 会收到_BLOCK_TYPE_IS_VALID断言错误。要防止此类错误，应在delete某个指向动态内存的指针后立即将其置为空。

4 利用Windows结构化异常处理机制处理发布版本软件的内存崩溃

在程序的发布阶段，应尽量减少程序错误尤其是内存崩溃。如果崩溃了，应该“优雅”地退出，尽量收集程序崩溃时的运行信息以帮助程序供应商后续的调试。要捕捉内存非法访问并获知非法访问的指令地址、寄存器内容等信息，需要用到Windows的结构化异常处理（Structured Exception Handling，SEH）机制[6]。MiniDumpWriteDump是dbghelp.dll提供的一个 API函数(参考MSDN)，用于转储用户模式程序的一些信息(比如堆栈情况等)并存为一个文件(比如.dmp文件)，此文件可以被微软的调试器(VC++或者WinDBG)利用进行事后调试。使用此函数需要dbghelp.h、dbghelp.lib和dbghelp.dll(这些文件可以在Windows Platform SDK中找到)。

要事后根据.dmp文件调试代码，需要为发布版本软件产生debug symbols (pdb)文件（打开编译器/DEBUG选项）。在拿到.dmp文件以后，用VC++打开.dmp文件，然后调试执行（按F5键）。这样，崩溃现场就会重现。文献[5]基于上述的方法实现了崩溃报告系统。

5 结论

实践证明，在上述方法和工具支持下的减少软件内存缺陷的方法和工具，可以有效防止和查找代码中的内存错误和内存泄漏，并且能和开发人员日常编码无缝结合，执行起来非常高效。上述方法配合单元测试、代码评审、每日构建、Bug追踪等措施，形成了一个高效的质量保证流程，在我们的大型平台软件开发过程中起到了重要作用。

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