MFC中内存分配方式和调试机制

10.内存分配方式和调试机制 1. M 内存分配 1. 内存分配函数
MFCWin32 或者 C 语言的内存分配 API，有四种内存分配 API 可供使用。
1. Win32 的堆分配函数
每一个进程都可以使用堆分配函数创建一个私有的堆──调用进程地址 空间的一个或者多个页面。DLL 创建的私有堆必定在调用 DLL 的进程的地 址空间内，只能被调用进程访问。
LPVOID VirtualAlloc(LPVOID lpvAddress,
DWORD cbSize,
DWORD fdwAllocationType,
DWORD fdwProtect);
该函数用来分配一定范围的虚拟页。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。
2. 类定义的 new 和 delete 操作符 原型如下： void* PASCAL classname::operator new(size_t nSize); void PASCAL classname::operator delete(void* p);
类的 operator new 操作符是类的静态成员函数，对该类的对象来说将覆盖全局 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 操作符的类的对象分配内存。 new 操作符被映射成 malloc 或者 malloc_dbg，delete 被映射成 free 或者 free_dbg。
_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 所有对象的信息； _CrtDumpMemoryLeaks 检测程序执行以来的内存漏洞，如果有漏洞则输出所有分 配的对象。
1. C++的 new 和 delete 操作符 MFC 定义了两种作用范围的 new 和 delete 操作符。对于 new，不论哪种，参数 1 类型必须是 size_t，且返回 void 类型指针。
1. 全局范围内的 new 和 delete 操作符 原型如下： 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)
LPVOID VirtualAllocEx(HANDLE process,
LPVOID lpvAddress,
DWORD cbSize,
DWORD fdwAllocationType,
DWORD fdwProtect);
该函数功能类似于 VirtualAlloc，但是允许指定进程 process。VirtaulFree、 VirtualProtect、VirtualQuery 都有对应的扩展函数。
malloc，calloc，realloc，free，等。
这些函数最后都映射成堆 API 函数，所以，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_dBaidu Nhomakorabeag，free_dbg，等。
4. Win32 的虚拟内存分配函数
虚拟内存 API 是其他 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，可以用 GetSystemInfo 函数提取页长度。虚拟内存分配函数包括以 下函数：
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 指向希望查询的虚拟地址；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。
}; 这样，应用程序可以在需要的地方指定 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，也可以用来完成上述功能。 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，它可以接收一个字符串 和一个 MSG 指针，然后，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 的详细实现可以参见 AfxTrace.cpp。 2. MFC 对象内容转储 对象内容转储是 CObject 类提供的功能，所有从它派生的类都可以通过覆 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 提供了一个预定义的全局 CDumpContext 对象 afxDump，它把调试信息输送给调试器的调试窗口。从
1. 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。
1. MFC 的 TRACE、ASSERT ASSERT 使用 ASSERT 断言判定程序是否可以继续执行。 TRACE 使用 TRACE 宏显示或者打印调试信息。TRACE 是通过函数 AfxTrace 实现 的。由于 AfxTrace 函数使用了 cdecl 调用约定，故可以接受个数不定的 参数，如同 printf 函数一样。它的定义和实现如下： 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);
由于 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 名字不同外，其他完全相同。任一函数都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）。用法可以和 Win16 下基本一样。
Win32 下保留这类函数保证了和 Win16 的兼容。
3. 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以下函数：
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 指定希望回收或者释放内存的 基地址；如果是回收，参数 2 可以指向虚拟地址范围内的任何地方，如果是释放， 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。
HeapCreate 用来创建堆；HeapAlloc 用来从堆中分配一定数量的空间， HeapAlloc 分配的内存是不能移动的；HeapSize 可以确定从堆中分配的空 间的大小；HeapFree 用来释放从堆中分配的空间；HeapDestroy 销毁创建 的堆。
2. Windows 传统的全局或者局部内存分配函数
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，可以控制是否显示跟踪信息，显示什么跟踪信息。如果全 局变量 afxTraceEnabled 为 TRUE，则 TRACE 宏可以输出；否则，没有 TRACE 信息被输出。如果通过 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。可以跟踪的信息有： 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
1. 调试手段 MFC 应用程序可以使用 C 运行库的调试手段，也可以使用 MFC 提供 的调试手段。两种调试手段分别论述如下。 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如下： 1. 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。 2. 条件验证或者断言宏： 断言宏主要有： assert 检验某个条件是否满足，不满足终止程序执行。 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可以读写； _CrtIsMemoryBlock 验证某个内存块是否在本地堆中。 3. 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：
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。