我们可以对内存分配进行单元测试吗？答案

【问题标题】：Can we unit test memory allocation?我们可以对内存分配进行单元测试吗？
【发布时间】：2019-09-06 04:38:35
【问题描述】：

我必须测试一个提供自己的内存分配例程的库：

void* allocation_routine(size_t size) throw();

文档说明此函数至少分配 size 字节的内存（允许分配更多）。顺便说一句，该函数在内部使用 posix_memalign，但实现可能会发生变化。

我想知道是否可以为这种功能编写单元测试？我们如何测试是否分配了所需的内存量？

更新：

如果我们不能编写单元测试，那么最接近的解决方案是什么？

【问题讨论】：

您需要选择 C 或 C++ 标签。这些语言在异常处理方面有很大不同，请参阅 How to throw an exception in C? 或 throw expression - cppreference.com
可能相关：Check if a pointer points to allocated memory on the heap.
我建议模拟标准的内存分配函数来检查它们是否被调用（以及调用的大小）。大多数实现相对容易实现这一点。如需具体帮助，您需要提供您正在使用的具体实现，并（正如 David C. Rankin 所要求的）指定您使用的语言（C 和 C++ 是不同的语言）。
例如在 gcc (C) 中，你可以使用memory allocation hooks。
@DavidC.Rankin 此例程来自 .cpp 文件。但是代码非常C风格。我认为 C 解决方案在那里更合适。

标签： c++ c linux unit-testing memory-management

【解决方案1】：

这不是单元测试，但您可以使用 Valgrind 获取有关内存的不同信息。

内存泄漏（不是免费的）
内存问题

它主要用于调试，但如果分配不当，它会警告你。

【讨论】：

【解决方案2】：

你不能为这个函数编写单元测试，因为你不能在没有系统调用的情况下在堆上分配内存。因此，这是一个集成测试，因为您无法将被测单元与操作系统隔离开来。

我将创建一个新的小型可执行文件，它调用allocation_routine 以获得n 字节。根据allocation_routine 应该返回的内容，您可以断言它不是nullptr。然后，将n 字节写入此内存区域。使用 address sanitizer 编译和链接它（gcc 和 clang 都可用），然后尝试将其集成到应用程序的测试运行程序中（ctest 等）。

您可能还想通过 POSIX setrlimit 限制可用堆，以在分配失败时验证行为。

【讨论】：

另外我建议用一些伪随机序列填充每个分配的块（例如，您可以使用基于 xoroshiro 哈希的 PRNG 生成器）。您可以存储种子值并稍后播放相同的序列并检查内存块的正确性。或者你可以用随机值填充内存块，计算并存储它的哈希值，然后再检查它（但是当你使用第一种方法时，你可以找到确切损坏的字节）。
作为基本测试，在每一步（数千个）中，您可以执行以下操作之一（随机选择）： 1）分配随机大小的内存块，用 PRNG 值填充它；或者 2) 检查一些随机选择的块的正确性并释放它。
谢谢！我是 linux 新手。你能解释一下地址消毒剂是什么意思吗？我目前正在使用 Intel C/C++ 编译器和 LLVM 的 lit 来运行测试。我想避免使用外部程序。
看看the docs。从给出的示例开始，熟悉命令行标志。 gcc 有一个非常相似的消毒剂/标志，对于 icc 我不知道。地址清理器添加了运行时检查，这些检查将报告内存违规，如越界访问、溢出等。
另外，每次选择下一个分配的内存块的随机大小时，可以稍微增加这个大小。所以块大小会随着时间的推移而增长。我通过这种方式测试将向您展示自定义分配器如何防止碎片化。