linux c应用性能与内存泄露问题排查工具

GCC内置的内存检测工具

　　在 GCC 中，对 -fsanitize=address(AddressSanitizer, ASan)、-fsanitize=leak(LeakSanitizer, LSan) 和 -fsanitize=memory(MemorySanitizer, MSan) 的支持情况如下：

1. ​​-fsanitize=address(AddressSanitizer - ASan)​​

   • ​​支持：是​​

   • ​​可用版本：​​ GCC 4.8 开始支持。

   • ​​功能：​​ 检测各种内存错误，包括：

     • 缓冲区溢出（栈、堆、全局变量）

     • 释放后使用 (use-after-free)

     • 返回后使用 (use-after-return)

     • 作用域外使用 (use-after-scope)

     • 双重释放 (double-free)

     • 无效释放 (invalid-free)

   • ​​编译选项：​​ gcc -fsanitize=address -g your_program.c -o your_program

   • 输出示例：

     ==1234==ERROR: AddressSanitizer: heap-buffer-overflow on address 0x6020000003e0 at pc 0x000000349db6

2. ​​-fsanitize=leak(LeakSanitizer - LSan)​​

   • ​​支持：是​​

   • ​​可用版本：​​ GCC 4.9 开始支持。

   • ​​功能：​​ 专门检测程序结束时仍未释放的内存泄漏。

   • ​​特点：​​

     • 通常作为 ASan 的一部分运行（当使用 -fsanitize=address时，LSan 默认启用）。

     • 也可以独立使用 (-fsanitize=leak)，此时它只检测泄漏，不检测其他内存错误（如越界、use-after-free）。独立运行时开销比 ASan 小。

     • 需要程序正常退出（调用 exit(0)或从 main返回）才能运行泄漏检查。强制终止（如 kill -9）不会触发检查。

   • ​​编译选项：​​

     • 独立使用：gcc -fsanitize=leak -g your_program.c -o your_program

     • 作为 ASan 的一部分：gcc -fsanitize=address -g your_program.c -o your_program(LSan 默认启用，可通过环境变量 ASAN_OPTIONS=detect_leaks=0禁用)

     • 输出示例：

       ==1234==ERROR: LeakSanitizer: detected memory leaks
       ==1234==LEAK SUMMARY:
       ==1234== definitely lost: 10 bytes in 1 blocks

   • ​​环境变量 (独立 LSan)：​​ LSAN_OPTIONS可用于配置，例如 LSAN_OPTIONS=report_objects=1显示泄漏对象的地址。

3. ​​-fsanitize=memory(MemorySanitizer - MSan)​​

   • ​​支持：否​​

   • ​​原因：​​ MemorySanitizer 是 LLVM/Clang 项目开发的功能，​​目前 GCC 尚未实现对其的支持​​。

   • ​​功能：​​ MSan 用于检测对未初始化内存的读取。它要求程序中的所有内存在使用前都被明确初始化（例如通过 malloc分配的内存默认是未初始化的）。

   • ​​替代方案：​​ 如果你需要使用 MemorySanitizer，你必须使用 ​​Clang​​ 编译器：clang -fsanitize=memory -g your_program.c -o your_program

   • 输出示例：==1234==ERROR: MemorySanitizer: use-of-uninitialized-value

​​总结：​​

Sanitizer	GCC 命令行选项	GCC 支持	主要功能	备注
AddressSanitizer	-fsanitize=address	​​是​​	内存错误检测 (越界, UAF 等)	GCC >= 4.8
LeakSanitizer	-fsanitize=leak	​​是​​	内存泄漏检测	GCC >= 4.9；常作为 ASan 的一部分运行
MemorySanitizer	-fsanitize=memory	​​否​​	未初始化内存读取检测	​​仅 Clang 支持​​

​​使用注意事项：​​

• ​​调试信息 (-g):​​ 强烈建议在编译时加上 -g选项生成调试符号。这样 Sanitizer 报告的错误才能包含源代码文件名和行号，极大地帮助定位问题。

• ​​优化 (-O)：​​ Sanitizers 可以在开启优化（如 -O1, -O2）的情况下工作，但有时高优化级别可能会影响错误报告的精确位置。调试时通常使用 -O0 -g或 -O1 -g。

• ​​链接：​​ 通常不需要显式链接额外的库（如 -lasan），编译器驱动 (gcc, g++) 会自动处理。但在某些特殊构建系统中可能需要。

• ​​运行时开销：​​ Sanitizers 会显著增加程序的内存占用和执行时间（通常 2x 或更多）。它们主要用于​​调试和测试环境​​，​​不应用于生产环境​​。

• ​​环境变量：​​ 许多 Sanitizer 的行为可以通过环境变量（如 ASAN_OPTIONS, LSAN_OPTIONS）进行配置（例如设置退出码、抑制已知问题、控制输出详细程度等）。

 参考

http://www.javashuo.com/article/p-arrgzkvt-m.html  linux下内存泄露查找、BUG调试   https://developer.aliyun.com/article/781575

linux下内存泄露查找、BUG调试 低额外负载  AddressSanitizer  https://www.bynav.com/cn/resource/bywork/healthy-work/70.html?id=35   https://zhuanlan.zhihu.com/p/37515148   https://zhuanlan.zhihu.com/p/534970910

linux应用系统调用sys cpu过高  http://www.kaotop.com/it/819.html  strace命令 – 跟踪系统调用（strace -p PID跟踪指定进程）   https://ywnz.com/linux/strace/

分析调用堆栈的时延  https://zhuanlan.zhihu.com/p/186208907

linux内存回收机制  https://xie.infoq.cn/article/d5143b52ab4233dea90c981ff