qt5 msvc 版本如何检查内存泄漏？

在 Qt5 中使用 MSVC (Microsoft Visual C++) 版本进行开发时，检查内存泄漏是一个非常重要的环节。虽然 Qt 本身提供了内存管理工具，但结合 MSVC 的内置工具和一些第三方库，可以更有效地定位和解决内存泄漏问题。

下面我将详细讲解如何在 Qt5 MSVC 环境下检查内存泄漏，涵盖多种方法和技巧：

一、 Qt 内置的内存检测工具 (Qt Creator + Dr. Memory)

Qt Creator 集成了许多有用的调试工具，其中一个强大的选择是 Dr. Memory。Dr. Memory 是一个免费的内存调试工具，可以帮助你检测内存泄漏、非法内存访问等问题。

1. 安装 Dr. Memory:

访问 Dr. Memory 官方网站 (搜索 "Dr. Memory") 并下载适合你操作系统的最新版本。
安装程序会引导你完成安装。

2. 配置 Qt Creator 使用 Dr. Memory:

打开你的 Qt 项目。
进入 “工具” (Tools) > “选项” (Options)。
在弹出的对话框中，选择 “Debugger” 选项卡。
在 “Debuggers” 部分，点击 “Add...” 按钮。
选择 “Dr. Memory”。
在 “Path to Dr. Memory executable” 中，浏览并选择你安装的 Dr. Memory 可执行文件（通常是 `drmemory.exe`）。
在 “Default arguments” 中，你可以添加一些常用的参数，例如：
`full`：启用更详细的报告。
`brief`：只报告基本的泄漏信息。
`only_leaks`：只报告内存泄漏。
`heap_check`：更全面的堆内存检查。
`no_shared_libs`：排除共享库的泄漏，有时可以帮助聚焦你自己的代码。
`show_leak_roots`：显示导致泄漏的根源。
你可以根据需要组合这些参数。一个常用的组合是 `full show_leak_roots`。
点击 “OK” 保存设置。

3. 运行你的应用程序进行检测:

确保你的项目配置是 Debug 版本。
在 Qt Creator 中，选择 “调试” (Debug) > “启动调试” (Start Debugging) > “不调试启动” (Start Without Debugging)。
Dr. Memory 会在后台运行，并捕获你的应用程序的内存分配和释放行为。
运行你的应用程序，执行一些关键的操作，特别是那些你怀疑可能存在内存泄漏的功能。
当你完成测试后，关闭你的应用程序。

4. 查看 Dr. Memory 报告:

Dr.moment 会在你的应用程序退出后自动生成一个报告文件。报告文件通常保存在你的应用程序的可执行文件所在的目录中，文件名为 `your_app_name.drmemory.txt`。
打开这个报告文件，你就可以看到 Dr.moment 检测到的内存泄漏信息。报告会详细列出：
泄漏的总量。
每次泄漏的分配位置（文件、行号、函数名）。
泄漏的内存块大小。
如果使用了 `show_leak_roots` 参数，还会显示导致泄漏的调用栈。

优点:

高度集成: 在 Qt Creator 中直接配置和使用，非常方便。
功能强大: Dr. Memory 是一个成熟的内存分析工具，能够检测多种内存错误。
详细报告: 提供清晰的泄漏位置信息，有助于快速定位问题。

缺点:

性能影响: Dr. Memory 的运行会显著降低应用程序的性能，因为它需要跟踪每一次内存分配和释放。
假阳性: 有时可能会报告一些并非真正意义上的泄漏，例如内存会在程序退出时被操作系统回收。

二、 Visual Studio 内存诊断工具 (Visual Studio 2015 及以上版本)

如果你使用的是较新版本的 Visual Studio 与 Qt5 MSVC 结合开发，Visual Studio 本身提供了强大的内存诊断工具。

1. 配置你的 Qt 项目以在 Visual Studio 中打开:

在 Qt Creator 中，进入 “项目” (Projects) 模式。
选择你的构建套件（Kit），确保是 Debug 模式。
在 “构建” (Build) 选项卡下，选择 “MSVC 20XX 64bit [Qt Version]” 作为你的构建步骤的生成器。
生成 `.sln` 文件：
如果你还没有 `.sln` 文件，可以先在 Qt Creator 的项目设置中配置好 MSVC 生成器。
然后，在命令行中进入你的项目目录，运行 `qmake your_project_name.pro t vcproj`。这会生成一个 Visual Studio 项目文件。
或者，在 Qt Creator 中，选择 “文件” (File) > “另存为…” (Save As...)，选择 “VC++ 项目 (.vcxproj/.sln)” 作为文件类型，然后保存。
打开生成的 `.sln` 文件，你就可以在 Visual Studio 中管理你的 Qt 项目了。

2. 使用 Visual Studio 的内存诊断工具:

在 Visual Studio 中，选择 “调试” (Debug) > “性能和诊断” (Performance and Diagnostics)。
选择 “内存使用情况” (Memory Usage)。
确保你的项目配置为 Debug。
点击 “开始” (Start)。
Visual Studio 会启动你的应用程序。在应用程序运行时，你可以看到一个实时的内存使用图。
执行你怀疑存在内存泄漏的操作。
当你想捕获当前的内存状态时，点击 “拍快照” (Take Snapshot)。
执行更多的操作，再次点击 “拍快照”。
在你完成所有操作后，点击 “停止收集” (Stop Collection)。

3. 分析内存使用情况:

Visual Studio 会为你生成一个内存使用情况报告。
你可以比较不同快照之间的差异，来识别内存的增长。
关键的分析点包括：
“分配” (Allocation)：查看特定快照下内存的分配情况。
“差异” (Difference)：比较两个快照之间的内存变化，这对于发现泄漏非常有用。你会看到哪些对象在两次快照之间增加了数量或占用的内存。
“内存泄漏” (Memory Leaks)：Visual Studio 可以直接帮你标记出疑似的内存泄漏。
你可以通过 “类型名称” (Type Name) 或 “模块” (Module) 来过滤和分组内存对象。
点击具体的对象类型，可以看到更详细的分配信息，包括分配的堆栈跟踪 (Call Stack)。

优点:

集成度高: 在 Visual Studio 内部进行分析，无需额外安装工具。
可视化界面: 提供直观的图表和数据，易于理解。
实时监控: 可以实时查看应用程序的内存使用情况。
快照对比: 非常适合找出内存随时间增长的原因。

缺点:

Visual Studio 版本要求: 需要较新版本的 Visual Studio。
性能影响: 同样会有性能影响，但通常比 Dr. Memory 略轻。

三、 使用 `_CrtDumpMemoryLeaks()` (适用于 C++ 原生分配)

如果你在 Qt 项目中使用了 C++ 原生的 `new` 和 `delete` 来分配内存（而不是 Qt 的 `QObject` 及其信号槽机制的内存管理），你可以利用 C 运行时库提供的 `_CrtDumpMemoryLeaks()` 函数来检测内存泄漏。

1. 包含必要的头文件:

```c++
include
```

2. 在应用程序退出前调用:

通常在你的 `main` 函数的末尾，应用程序即将退出时调用 `_CrtDumpMemoryLeaks()`。

```c++
include
include
include // 包含此头文件

int main(int argc, char argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);

// ... 你的应用程序代码 ...

qDebug() << "程序即将退出...";

// 在程序退出前检查内存泄漏
_CrtDumpMemoryLeaks();

return a.exec();
}
```

3. 配置 Debugger 运行时行为:

为了让 `_CrtDumpMemoryLeaks()` 生效，你需要配置 MSVC 的运行时行为，使其在发生内存泄漏时，将信息输出到 Debugger 的 “输出” (Output) 窗口。

在你的项目属性中，进入 “C/C++” > “代码生成” (Code Generation)。
在 “启用运行时库” (Runtime Library) 中，选择 “多线程调试 DLL (/MDd)” 或 “多线程调试 (/MTd)”。通常情况下，如果你使用动态链接的 Qt，会选择 `/MDd`。
为了在发生泄漏时触发断点，你可以在代码中设置一个断点检查：

```c++
define _CRTDBG_MAP_ALLOC
include
include

int main(int argc, char argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);

// 告诉 CRT 在发生内存泄漏时，通过断点报告
// _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);
// _CrtSetBreakAlloc(XX); // XX 是发生泄漏的分配编号，可以通过输出窗口的编号找到

// ... 你的应用程序代码 ...

qDebug() << "程序即将退出...";

_CrtDumpMemoryLeaks(); // 在这里调用

return a.exec();
}
```

设置断点检查 (`_CrtSetBreakAlloc`):
当 `_CrtDumpMemoryLeaks()` 检测到泄漏时，它会在输出窗口显示分配的内存块的 分配编号 (Allocation Number)。你可以使用 `_CrtSetBreakAlloc(allocation_number)` 来设置一个断点，当该编号的内存块被分配时，程序就会暂停，让你检查分配的上下文。

优点:

适用于 C++ 原生分配: 对于直接使用 `new` 和 `delete` 的代码非常有效。
相对轻量级: 比专业的内存分析工具性能影响小一些。
易于集成: 只需简单几行代码。

缺点:

仅限于 C++ 原生分配: 对于 Qt 对象管理（例如父子对象的自动删除）的泄漏不直接可见。
输出信息有限: 可能需要结合其他工具来定位具体的代码位置。

四、 手动追踪内存分配 (宏定义替换 `new`)

这是最底层的方法，通过宏定义替换 C++ 的 `new` 和 `delete` 操作符，并在每次分配和释放时记录信息。这对于理解内存管理机制非常有帮助，但通常也最耗时。

1. 定义宏:

在你的项目中定义一个全局的宏来替换 `new` 和 `delete`。

```c++
// MyMemoryTracker.h
ifndef MYMEMORYTRACKER_H
define MYMEMORYTRACKER_H

include // For std::nothrow

// 在这里定义你的跟踪逻辑，例如将分配信息记录到文件或输出窗口
void operator new(size_t size, const char file, int line);
void operator delete(void ptr, const char file, int line);
void operator delete(void ptr); // 需要匹配 C++14 的 std::align_val_t 的重载

define new new(__FILE__, __LINE__)

endif // MYMEMORYTRACKER_H
```

2. 实现宏的逻辑:

在 `.cpp` 文件中实现这些重载的 `operator new` 和 `operator delete`。

```c++
// MyMemoryTracker.cpp
include "MyMemoryTracker.h"
include
include

目前知道了一个vld，但是据说对编译器版本有限制？有没有针对qt内存回收机制的专门的检测工具呢？求指教。