面试问题：你工作中遇到的内存问题都是怎么解决的，使用什么工具，适用场景

• 背景
• 1. addr2line (用来查找访问保护地址NULL等)
• 2. gdb + core (检查段错误)
• 3. valgrind（检查内存泄漏、重复释放）
• 4. cppcheck (静态解析程序中有问题的地方 空地址访问、内存泄漏)
• 5. 进行 系统调用 分析
• 6. 根据进程号得到 堆栈信息
• 5. 上面的都是针对已知程序进行分析，那如果不知道呢
  • 1. 第一种推荐 top
  • 2. free

背景

​ 肯定是出现了问题，主要的就是定位问题的所在

1. addr2line (用来查找访问保护地址NULL等)

​ 作用：将指定地址转换为对应的文件名和行号

1. 题外：当我们公司项目编写程序的时候，一般不让使用 abort函数来强制终止程序，我们都会 采取 **NULL**的值作为异常值返回当调用者使用、访问了这个异常的NULL的时候，就会发生错误，就方便我们定位了问题。如果置之不理，可能最终出现问题的地方和实际问题地方查了好远

2. 例子：

#include <stdio.h>

int main() {

    int* p = NULL;
    *p = (int)"main.c";
    return 0;
}

编译、运行 gcc main.c

输出：core dump

当一个大型的程序的时候，怎么搞？

就可以利用addr2line工具

3. 步骤：

   1. 对于 编译的时候需要加上 -g,表示输出有调试信息程序

      gcc -g main.c

   2. 开启core dump，默认是不开启的

      ulimit -c unlimited

   3. 运行程序，并生成崩溃的core文件

      ./a.out

   4. 读取core文件，获得IP寄存器

      demsg core

      得到异常发生的时候的地址

   700.663159] a.out[2315]: segfault at 0 ip 080483a9 sp bfc1c178 error 6 in a.out[8048000+1000]
   [  792.141021] a.out[2334]: segfault at 0 ip 080483a9 sp bfe9c3e8 error 6 in a.out[8048000+1000]
   
   

   5. 使用addr2line + 地址定位问题发生处

      addr2line 0x080483a9 -f -e ./a.out

经过上面的步骤，输出就是

main
/home/delphi/test/main.c:6

一下子就可以找到了

2. gdb + core (检查段错误)

​ 步骤：

1. 对于 编译的时候需要加上 -g,表示输出有调试信息程序

   gcc -g main.c

2. 开启core dump，默认是不开启的

   ulimit -c unlimited

3. 运行程序，并生成崩溃的core文件

   ./a.out

4. gdb运行程序 + core

   gdb ./a.out core

   得到异常发生的时候的地址

9 in main () at main.c:6
6	    *p = (int)"123";

3. valgrind（检查内存泄漏、重复释放）

​ 作用：对可执行程序进行 内存泄漏检查

​ 使用方法:
​ valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes 可执行程序名称

​ 当有错误就会出现下面的提示

==2545== HEAP SUMMARY:
==2545==     in use at exit: 4 bytes in 1 blocks
==2545==   total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 4 bytes allocated
==2545== 
==2545== 4 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==2545==    at 0x4025BD3: malloc (vg_replace_malloc.c:236)
==2545==    by 0x80483D8: main (main.c:5)
==2545== 
==2545== LEAK SUMMARY:
==2545==    definitely lost: 4 bytes in 1 blocks
==2545==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==2545==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==2545==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks
==2545==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks

4. cppcheck (静态解析程序中有问题的地方 空地址访问、内存泄漏)

一般直接使用 cppcheck xx文件，可以用的有*.cpp, *.cxx, *.cc, *.c++ and *.c files，或者直接给 文件夹

参数有：

1. --enable=id Enable additional checks. The available ids are:

   all - enable all checks
   exceptNew - exception safety when using new

   exceptRealloc - exception safety when reallocating

   style - Check coding style
   unusedFunctions - check for unused functions

2. --file-list=file Specify the files to check in a text file. One Filename per line

3. -I [dir] Give include path. Give several -I parameters to give
   several paths. First given path is checked first. If
   paths are relative to source files, this is not needed

5. 进行 系统调用 分析

​ strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。 在Linux世界，进程不能直接访问硬件设备，当进程需要访问硬件设备(比如读取磁盘文件，接收网络数据等等)时，必须由用户态模式切换至内核态模式，通过系统调用访问硬件设备。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数，返回值，执行消耗的时间。

1. 输出参数的含义

   每一行都是一条系统调用，等号左边是系统调用的函数名及其参数，右边是该调用的返回值。 strace 显示这些调用的参数并返回符号形式的值。strace 从内核接收信息，而且不需要以任何特殊的方式来构建内核

   2. 跟踪可执行程序

   strace -f -F -o ~/straceout.txt myserver

   -f -F选项告诉strace同时跟踪fork和vfork出来的进程，-o选项把所有strace输出写到~/straceout.txt里 面，myserver是要启动和调试的程序

   3. 跟踪服务程序

   strace -o output.txt -T -tt -e trace=all -p 28979

   跟踪28979进程的所有系统调用（-e trace=all），并统计系统调用的花费时间，以及开始时间（并以可视化的时分秒格式显示），最后将记录结果存在output.txt文件里面

6. 根据进程号得到 堆栈信息

​ 我们有的时候只知道 一个 pid出了问题，但是不清楚 问题点在哪里（死锁？）

​ 可以使用pstack 工具来实现

​ 使用方法：

​ pstack pid

​ 结果就是

#0  0x00007f50ff291774 in __GI___nanosleep (requested_time=requested_time@entry=0x7ffe89b2ec90, remaining=remaining@entry=0x7ffe89b2ec90) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/nanosleep.c:28
#1  0x00007f50ff29167a in __sleep (seconds=0) at ../sysdeps/posix/sleep.c:55
#2  0x000000000040056f in main ()

​ 如果不可用参见pstack无法使用的问题_笔记本专栏-CSDN博客

5. 上面的都是针对已知程序进行分析，那如果不知道呢

1. 第一种推荐 top

​ 系统响应变慢，首先得定位大致的问题出在哪里，是IO瓶颈、CPU瓶颈、内存瓶颈还是程序导致的系统问题

1. 终端输入：top

2. 进入交互模式后：

   输入M，进程列表按内存使用大小降序排序，便于我们观察最大内存使用者使用有问题（检测内存泄漏问题）;

   输入P，进程列表按CPU使用大小降序排序，便于我们观察最耗CPU资源的使用者是否有问题；

   3. top第三行显示当前系统的，其中有两个值很关键

   %id：空闲CPU时间百分比，如果这个值过低，表明系统CPU存在瓶颈；

   %wa：等待I/O的CPU时间百分比，如果这个值过高，表明IO存在瓶颈；

2. free

​ 检查当前可用的内存，

​ 但是这个只能发现内存越来越少，不知道对应的pid是啥

​ 系统实际可用的内存为free工具输出第二行的free+buffer+cached；

​ 可用的内存越来越少也就出了问题

​

​