Qt MSVC使用内存泄露检测工具 VLD(Visual Leak Detector)

一、简介

　　VLD = Visual Leak Detector，是一款用于 Visual C++ 的免费的内存泄露检测工具，官网 kinddragon.github.io， GitHub 。先说优点：

• 为每个泄漏的块提供完整的堆栈跟踪，包括源文件和行号信息（如果可用）。
• 检测大多数（如果不是全部）类型的进程内内存泄漏，包括基于 COM 的泄漏和纯 Win32 基于堆的泄漏。
• 可以设置过滤指定的模块（DLL 甚至主 EXE），不参与内存泄露检查。
• 提供泄漏块的完整数据转储（十六进制和 ASCII）。
• 可自定义的内存泄漏报告：可以保存到文件或发送到调试器，并且可以包含可变的详细级别
• 可以设置内存泄露报告的级别
• 它是一个已经打包的 lib，使用时无须编译它的源代码，只需要引入头文件即可
• 他的源代码使用 GNU 许可发布，并有详尽的文档及注释。对于想深入了解堆内存管理的读者，是一个不错的选择。

再谈缺点，或者说限制性：

• 只针对 Visual C++ ，所以 Qt 的项目如果是 MinGW 编译的需要调整为 MSVCXX 构建。
• 只能检测堆(Heap)上分配的内存泄漏，不能检测资源泄露（如 GDI 等系统资源）。

　　总的来说，对于在 Windows 环境下用 VC++ 编译的项目，是免费且十分容易使用的非常棒的内存泄露检查库。可惜目前停留在了 2.5.1 版 （2017-10-17）。

二、下载安装
　　https://github.com/KindDragon/vld/releases 下载解压后安装一路点击就可以了。

三、在 Qt 中使用
　　使用 VLD 很简单，对于 Qt 项目只需要以下三步即可（假设我们都安装在 D:\VLD 目录下）：

　　复制头文件、lib文件，将 D:\VLD\下的 include 子目录下的 .h 文件都复制到 Qt 项目对应的构建库目录下对应的 include 、 lib 子目录中。

　　构建目录可以通过菜单 工具/选项，Kits中找到项目对应的构建套件（KIT)，并找到对应的 qmake.exe所在路径，其父路径就是我们要找的构建库目录，如我这里是 E:\Qt\Qt5.12.2\5.12.2\msvc2017。

• 源码中引入 vld
• 包含 vld.h 头文件即可。
• 修改 .pro 项目文件（这一步，我测试不需要，也许是版本问题？）

1 win32 {
2 CONFIG(debug, debug|release) {
3 　　# DEFINES += _DEBUG
4 　　VLD_PATH = C:/Program Files (x86)/Visual Leak Detector
5 　　INCLUDEPATH += $VLD_PATH/include
6 　　LIBS += -L$VLD_PATH/lib/Win32 -lvld
7 　　}
8 }

　　如果希望检查 DLL 的内存泄漏，则还要在每个 DLL 的至少一个源文件中包括 vld.h。

　　经过如上配置，跑起程序来，如果配置正确，则在【应用程序输出】窗口中，可以看到vld的输出，如下

18:14:33: Debugging starts

Visual Leak Detector read settings from: D:\VLD\vld.ini

Visual Leak Detector Version 2.5.1 installed.

　　退出程序，则在【应用程序输出】窗口中看到输出，如下

No memory leaks detected.

Visual Leak Detector is now exiting.

18:14:40: Debugging has finished

　　很好，没有泄露，让我们刻意制造一个泄露：

1     int * p = new int();
2     *p = 0xAABBFF;
3  
4     qDebug() << "p address : " << p;

　　new 一个 int 型指针，赋值为 0xAABBFF，最后显示指针地址。测试下 VLD 是否能捕获到这个泄露，进一步，是否能显示泄露内存的数据。

　　跑起来程序后关闭窗口退出， VLD 显示如下，对关键数据用红色粗斜体标注，并配了#序号： 

#1 p address : 0x40b95a8
WARNING: Visual Leak Detector detected memory leaks!
#2 ---------- Block 8 at 0x040B95A8: 4 bytes ----------
#3 Leak Hash: 0xF4DB2A55, Count: 1, Total 4 bytes
Call Stack (TID 11204):
ucrtbased.dll!malloc()
d:\agent\_work\3\s\src\vctools\crt\vcstartup\src\heap\new_scalar.cpp (35): testvld.exe!operator new() + 0x9 bytes
e:\test\qt\vld\testvld\mainwindow.cpp (19): testvld.exe!MainWindow::MainWindow() + 0x10 bytes
#4 e:\test\qt\vld\testvld\main.cpp (7): testvld.exe!main() + 0xA bytes
c:\users\qt\work\qt\qtbase\src\winmain\qtmain_win.cpp (97): testvld.exe!WinMain() + 0xD bytes
d:\agent\_work\3\s\src\vctools\crt\vcstartup\src\startup\exe_common.inl (107): testvld.exe!invoke_main()
d:\agent\_work\3\s\src\vctools\crt\vcstartup\src\startup\exe_common.inl (288): testvld.exe!__scrt_common_main_seh() + 0x5 bytes
d:\agent\_work\3\s\src\vctools\crt\vcstartup\src\startup\exe_common.inl (331): testvld.exe!__scrt_common_main()
d:\agent\_work\3\s\src\vctools\crt\vcstartup\src\startup\exe_winmain.cpp (17): testvld.exe!WinMainCRTStartup()
KERNEL32.DLL!BaseThreadInitThunk() + 0x19 bytes
ntdll.dll!RtlGetAppContainerNamedObjectPath() + 0x11E bytes
ntdll.dll!RtlGetAppContainerNamedObjectPath() + 0xEE bytes
#5 Data:
FF BB AA 00 ........ ........

Visual Leak Detector detected 1 memory leak (40 bytes).
Largest number used: 498 bytes.
Total allocations: 498 bytes.
Visual Leak Detector is now exiting.
10:21:38: Debugging has finished

#1 是我们程序中输出的地址0x40b95a8 和 VLD 检测到的（#2 Block 8 at 0x040B95A8: 4 bytes）地址一致，并且指出了数据长度为 4 字节。

#4 给出了产生泄露代码文件地址及（e:\test\qt\vld\testvld\main.cpp）、行号（7）及所在函数（testvld.exe!main()）

#5 显示出泄露的内存数据片段，正是我们赋值的 0xAABBFF，只是大小端问题，显示为 FF BB AA 00 。

可见，VLD可以非常明确的捕获内存泄露并指出相关的具体信息。

上面是使用 Debug 版输出的情况，接下来看

Release版本如何使用？

在工程设置里加上 VLD_FORCE_ENABLE 预定义宏内存监控才会生效。

1 #define VLD_FORCE_ENABLE
2 #include "vld/vld.h"

相比 Debug 版，Release 版的信息少了很多

p address : 0xba1fa0

WARNING: Visual Leak Detector detected memory leaks!

---------- Block 8 at 0x00BA1FA0: 4 bytes ----------

Leak Hash: 0x25F7E302, Count: 1, Total 4 bytes

Call Stack (TID 544):

ucrtbase.dll!malloc()

testvld.exe!0x0098185C()

testvld.exe!0x00981107()

testvld.exe!0x0098105C()

testvld.exe!0x009826D5()

Data:

FF BB AA 00 ........ ........

Visual Leak Detector detected 1 memory leak (4 bytes).

Largest number used: 214 bytes.

Total allocations: 214 bytes.

Visual Leak Detector is now exiting.

10:57:20: Debugging has finished

　　对比两份输出，缺少的部分是函数调用堆栈，也就是说在 release 版中无法获取内存泄露代码的文件路径、行号、调用函数信息。

　　但因为提供了内存地址、内存数据片段及大小，对问题的排查帮助还是很大的。

四、在 MSVC++ 中使用

　　和 Qt 环境的主要区别就是路径的配置方式不同，以 VS2017为例，在项目右键属性中配置如下

 　　配置头文件查找目录

　　配置 lib 目录

　　配置好后，还需要在 VLD 安装目录下 bin 下对应的平台调试文件复制到程序所在目录，如

五、配置内存泄露报告

　　VLD 的内存泄露报告是可以定制的，详细的配置描述请参考 Configuration Options · KindDragon/vld Wiki · GitHub

　　安装目录下的vld.ini 为默认全局配置，也可以为每个程序单独配置，在应用程序目录下放置vld.ini文件即可。常用的选项如下：

VLD：选择VLD的打开与关闭。在Debug模式下运行，关闭以后会有一行VLD关闭的提示信息。默认为 on。

AggregateDuplicates：设置为 yes 时，相同地方产生内存泄漏只输出一次，但是会统计发生的次数。默认是 no 。

ReportEncoding ：report 文件的编码格式，可选有 ascii, unicode，默认是 ascii 。

ReportFile ：report 文件的路径。默认是 “.\memory_leak_report.txt”

ReportTo ：可选有 debugger, file, both，debugger 表示输出到 debug模式下的输出窗口；file 表示只输出到文件中； both顾名思义，全都都输出。默认是 debugger 。