堆分配的回溯统计信息 - 它从哪里调用以及调用了多少次？答案

【问题标题】：Backtrace statistics for heap allocations - where is it called from and how many times?堆分配的回溯统计信息 - 它从哪里调用以及调用了多少次？
【发布时间】：2016-05-13 09:03:50
【问题描述】：

我需要知道我的程序中的哪些地方调用了malloc/new，并且对于每个这样不同的地方，多少次。关于内存分配的自上而下函数调用分析。

是否有任何工具可以收集此类统计信息？（malloc/new 主要通过std::vector 成员函数调用。）

【问题讨论】：

如果你在 Linux 上，valgrind 会有所帮助。否则，也许在 malloc/free 的输出中使用像 gprof 和 grep 这样的分析器？
我如何使用 Valgrind 或 gprof 来找出来自特定源代码位置的 malloc/new 调用的数量？或者，更好的是找出热点，即大部分内存分配发生的源代码位置？
对于 valgrind，也许抑制可能有助于查明可疑的代码区域。但可能，探查器更好。
哪个分析器？我已经尝试过 gprof 和 Intel VTune，但没有看到我正在寻找的统计数据。
如果你使用 Visual Studio，试试vld

标签： c++ c statistics malloc new-operator

【解决方案1】：

大多数 C++ 运行时的调试版本都提供了一定程度的调试钩子来协助分配等。

更可定制的替代方法是编写自己的 operator new 和 operator delete 等来提供您想要的功能（例如，接受文件、行和函数名称作为参数，并在内部完成计数和日志记录）。将它们与预处理器 __FILE__、__LINE__ 等连接起来，为方便起见，使用宏来替换 new 和 delete（ATL/MFC 使用这种技术）。

如果重点是单个容器，最好的办法就是编写自己的分配器并用它创建vector。

std::vector<int, MyAllocator> my_vector;
// or...
using MyVector = std::vector<int, MyAllocator>;
MyVector my_vector;

替换new 和delete 的示例想法；

void* operator new(std::size_t count, int line, char const* file)
{
    auto p = ::malloc(count);
    std::printf("Allocate new @ %s:%d (%p)\n", file, line, p);
    return p;
}

void operator delete(void* pointer) noexcept
{
    std::printf("Deallocate pointer (%p)\n", pointer);
    ::free(pointer);
}

#define NEWIT new (__LINE__, __FILE__)
#define new NEWIT

int main()
{
    //auto p = new (__LINE__, __FILE__) int{};
    auto p = new int{};
    delete p;
}

【讨论】：

我有许多不同的向量，因此自定义分配器需要大量代码更改。如何编写这样一个自定义的new 运算符？我需要在那里找出回溯并为每个不同的 bt 增加一些计数器。我想到了这个解决方案，但我想知道是否有用于此任务的工具。
@DanielLangr。我添加了代码（可能）看起来的示例。您需要扩展它并将其适当地放置在代码中（通常位于 cpp 文件的顶部），以通过代码库获得结果。您还可以将new 和delete 也放入它们自己的cpp 文件中。
考虑到您在“热点”问题上所做的 cmets，我也会查看您平台上的分析器。
谢谢，但这无济于事。在我的代码和 new 之间通常有 5 到 10 个嵌套函数调用。例如，Libstdc++ 向量的实现由许多嵌套调用组成。 new 隐藏在内部深处的某个地方。我需要在我的代码中找到相应的行，而不是在 STL 实现中。
哪个分析器？我试过 gprof 和 VTune，但没有找到对 new 或 malloc 的调用次数。它只是告诉我在其中花费了多少时间。

【解决方案2】：

我刚刚发现 Valgrind 完全符合我的需要。也就是说，使用 Callgrind 工具和 Kcachegrind 或 Qcachegrind 中的可视化，它向我显示了调用图以及每条边的调用次数。希望这对其他人也有帮助。

【讨论】：

【解决方案3】：

Open|SpeedShop 工具可以进行内存跟踪分析。它提供的数据在User Manual, page 96 中有描述。它似乎提供了调用路径和调用次数。
请注意，Open|SpeedShop 可能很难构建。 Here's 构建指南，请注意您的操作系统的附加组件列表。您需要构建“CBTF”版本来启用内存跟踪分析。

【讨论】：

我刚刚发现 Valgrind 完全符合我的要求。即，使用 Callgrind 工具和 Kcachegrind 或 Qcachegrind 中的可视化，它向我显示了调用图以及每条边的调用次数。无论如何感谢您的帮助和建议。