C++内存泄漏介绍

C++内存泄漏（Memory Leak）是指程序在运行过程中，动态分配的内存没有被适当地释放或回收，导致这部分内存始终被占用，无法再被程序或其他程序使用。这种情况通常发生在使用了new或malloc等函数动态分配内存后，忘记了对应的delete或free调用，或者是因为逻辑错误导致这些调用未能执行。

内存泄漏分类

C/C++程序中一般我们关心两种方面的内存泄漏：

堆内存泄漏(Heap leak)

堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过malloc / calloc / realloc / new等从堆中分配的一

块内存，用完后必须通过调用相应的 free或者delete 删掉。假设程序的设计错误导致这部分

内存没有被释放，那么以后这部分空间将无法再被使用，就会产生Heap Leak。

系统资源泄漏

指程序使用系统分配的资源，比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放

掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能减少，系统执行不稳定。

内存泄漏的影响

1. 资源浪费：未释放的内存无法被其他程序或同一程序的其他部分使用，导致资源浪费。
2. 程序性能下降：随着内存泄漏的积累，程序占用的内存量逐渐增加，可能导致系统资源紧张，影响程序性能。
3. 程序崩溃：在极端情况下，内存泄漏可能导致程序因为无法申请到足够的内存而崩溃。
4. 难以调试：内存泄漏问题可能不会在程序运行初期立即显现，而是随着时间的推移逐渐积累，导致问题难以定位和解决。

常见的内存泄漏类型

1. 忘记释放内存：最直接的原因，程序员忘记了在适当的时候释放之前分配的内存。
2. 异常处理不当：在C++中，如果new操作抛出异常（如内存不足），而后续的代码没有捕获这个异常并妥善处理，可能导致内存泄漏。
3. 拷贝构造函数和赋值运算符：在自定义类中，如果未正确实现拷贝构造函数和赋值运算符的重载，可能在对象复制或赋值时发生内存泄漏。
4. 容器使用不当：如std::vector、std::string等容器内部会动态管理内存，但如果使用不当（如频繁地插入和删除元素），也可能导致内存泄漏。
5. 循环引用：在使用智能指针时，如果设计不当，可能导致两个或多个对象相互持有对方的智能指针，造成循环引用，从而无法释放内存。

解决方法

1. 使用智能指针：如std::unique_ptr、std::shared_ptr等，可以自动管理内存，减少手动释放内存的需要。
2. 代码审查：定期进行代码审查，检查是否有内存泄漏的风险。
3. 使用工具检测：利用内存泄漏检测工具（如Valgrind、Visual Studio的诊断工具等）来检测和定位内存泄漏。
4. 编写清晰的代码：良好的编程习惯，如使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）模式，可以帮助减少内存泄漏的风险。
5. 异常安全：在编写可能抛出异常的代码时，要确保在异常发生时能够正确释放已分配的资源。