Как найти и исправить утечки памяти в Windows 10/8/7

Утечка памяти – это неправильное размещение ресурса в компьютерной программе из-за неправильного распределения памяти. Это происходит, когда неиспользуемая область ОЗУ остается невыпущенной. Утечку памяти не следует путать с утечкой пространства, которая относится к программе, использующей больше оперативной памяти, чем необходимо. Утечка памяти в системе Windows 10/8/7, как говорят, произошла, когда память просто недоступна, несмотря на то, что она не используется.

Утечки памяти в Windows 10

Прежде чем начать, вы должны знать, что утечка памяти – это проблема программного обеспечения для отладки – например, в Java, JavaScript, C/C ++, Windows и т. Д. Физическая замена ОЗУ или жесткого диска не требуется.

Почему это плохо

Очевидно, что утечка памяти – это плохо, потому что это ошибка, недостаток в системе. Но давайте выясним, как именно это влияет на систему:

1. Поскольку память не освобождается, даже когда она не используется, это приводит к ее истощению.
2. Исчерпание памяти приводит к старению программного обеспечения.
3. Уменьшение доступной памяти приводит к увеличению времени отклика и снижению производительности системы.
4. Неконтролируемая утечка памяти может в конечном итоге привести к сбою приложения.

Чтобы идентифицировать утечку памяти, программист должен иметь доступ к исходному коду программы.

Обнаружение утечки

Чтобы решить проблему, нам нужно сначала ее идентифицировать. Основные шаги по обнаружению утечки памяти:

1. Подтверждение . Определение наличия утечки.
2. Поиск утечки памяти в режиме ядра . Поиск утечки, вызванной компонентом драйвера режима ядра.
3. Поиск утечки памяти в пользовательском режиме . Поиск утечки, вызванной драйвером пользовательского режима или приложением.

Распределение памяти

Существуют разные режимы, в которых приложения выделяют оперативную память. Если пространство не освобождается после использования, утечка памяти будет происходить независимо от режима выделения. Некоторые общие шаблоны распределения:

1. Функция HealAlloc для выделения кучи памяти. Эквивалентами времени выполнения C/C ++ являются malloc и новые.
2. Функция VirtualAlloc для прямого выделения из ОС.
3. Kernel32 API для хранения памяти ядра для приложения. Пример, CreateFile, CreateThread.
4. User32 API и Gdi32 API.

Предотвращение утечек памяти

Мы все знаем, что профилактика лучше лечения, поэтому есть несколько способов предотвратить утечку памяти.

Мониторинг привычек

Вы должны следить за ненормальным использованием ОЗУ отдельными программами и приложениями. Вы можете перейти в диспетчер задач Windows, нажав CTRL + SHIFT + ESC и добавить такие столбцы, как дескрипторы, объекты пользователя, объекты GDI и т. Д.

Это поможет вам легко отслеживать использование ресурсов.

Инструменты Microsoft для диагностики утечек памяти

Различные инструменты диагностируют утечки памяти для различных режимов выделения:

1. Верификатор приложения диагностирует утечки кучи.
2. UMDH (компонент средств отладки Windows) диагностирует утечки для отдельных процессов, отслеживая выделение кучи памяти.
3. Trace Capture для тщательного анализа использования оперативной памяти.
4. Xperf также отслеживает шаблоны распределения кучи.
5. CRT Debug Heap не только отслеживает выделение кучи, но также позволяет использовать методы кодирования для минимизации утечек.
6. JavaScript Memory Leak Detector отлаживает утечки памяти в кодах.

Советы по использованию

1. Используйте ядра HANDLE и другие умные указатели для ресурсов Win32 и выделения кучи.
2. Получите классы для автоматического управления ресурсами для выделения ядра из библиотеки ATL. Стандарт C ++ имеет auto_ptr для распределения кучи.
3. Инкапсулируйте указатели COM-интерфейса в «умные указатели» с помощью _com_ptr_t или _bstr_t или _variant_t .
4. Мониторинг кода .NET на предмет ненормального использования памяти.
5. Избегайте множественных путей выхода для функций, чтобы к концу функции освободить выделения из переменных в большинстве блоков.
6. Используйте собственные исключения только после освобождения всех выделений в блоке _finally. Оберните всю кучу и обработайте выделения в интеллектуальные указатели, чтобы использовать исключения C ++.
7. Всегда вызывайте функцию PropVariantClear перед повторной инициализацией или удалением объекта PROPVARIANT.

Устранение утечек памяти в Windows

Так же, как различные способы предотвращения утечек памяти, существуют различные способы остановить утечки памяти.

1] Закройте процессы и перезапустите.

Если вы видите, что ненужный процесс занимает слишком много ОЗУ, вы можете завершить процесс в диспетчере задач. Вам нужно будет перезагрузить устройство, чтобы освободившееся пространство было доступно для использования другими процессами. Без перезагрузки проблема утечки памяти не будет решена. Одним из конкретных процессов, которые имеют ошибки для замедления работы ПК, является Runtime Broker. Попробуйте, если отключение, которое само по себе работает.

2] Инструменты диагностики памяти

Чтобы получить доступ к встроенному инструменту диагностики памяти для Windows:

1. Сохраните всю вашу важную работу.
2. Нажмите Win + R , чтобы открыть окно Выполнить .
3. Введите команду mdsched.exe в окне Выполнить .
4. Перезагрузите компьютер.
5. После перезапуска выполните базовое сканирование или выберите параметры Расширенные , например Test mix ’или Количество проходов ’.
6. Нажмите F10 , чтобы начать тестирование.

Это все еще временные исправления.

3] Проверить обновления драйверов

Устаревшие драйверы вызывают утечки памяти. Держите все драйверы обновленными:

1. Нажмите Win + R и откройте окно Выполнить . Введите devmgmt.msc и нажмите Enter. Вы попадете в Диспетчер устройств .
2. Проверьте устаревшие драйверы и обновите их все.
3. Для обновлений, которые вы могли пропустить, проверьте в Центре обновления Windows.

Это было просто.

4] Оптимизация производительности

Настройка Windows на производительность будет управлять всем, включая планирование процессора и использование памяти, чтобы предотвратить утечки памяти. Следуй этим шагам:

1. Нажмите правой кнопкой мыши на Этот компьютер ’и выберите настройки Дополнительно на левой панели.
2. На вкладке “ Дополнительно ” перейдите в раздел “ Эффективность “, а затем “ Настройки “.
3. Установите флажок Настроить для лучшей производительности и нажмите ОК .
4. Перезапустите и проверьте, решена ли проблема.

Если это простое решение не сработало, попробуйте следующее решение.

5] Отключить программы, запускаемые при запуске

Отключение проблемных программ – единственный способ избавиться от проблемы утечки памяти. Зайдите в диспетчер задач и отключите программу, создающую проблемы. Если вы не знаете, какие программы создают проблемы, сделайте следующее:

1. Перейдите в Диспетчер задач .
2. Перейдите в “ Запуск “.
3. Отключите автозапуск программ, которые вам не нужно запускать по умолчанию.

6] Дефрагментация жесткого диска

Хотя Windows 10 делает это для вас автоматически, вам может понадобиться время от времени выполнять дефрагментацию жестких дисков для оптимизации производительности:

1. Перейдите на страницу “ Этот компьютер ” или “ Мой компьютер “.
2. Щелкните правой кнопкой мыши системный жесткий диск (обычно диск C:).
3. Перейдите на вкладку Инструменты и выберите Свойства ‘и выберите Оптимизировать ’.
4. Выберите диск для дефрагментации и выберите « Анализировать ».

Перезагрузите компьютер после новой фрагментации.

7] Файл ClearPage при завершении работы

Сейчас становится все сложнее, но не волнуйтесь. Вот как очищать файл подкачки при каждом выключении:

1. Введите regedit в поле поиска, чтобы запустить редактор реестра.
2. Введите этот путь: HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession ManagerMemory Management
3. Измените значение ClearPageFileAtShutDown на «1».
4. Сохраните изменения и перезагрузите устройство.

Это должно сделать это.

9] Отключить суперпатч

Этот сервис Windows оптимизирует производительность за счет минимизации времени загрузки. Это позволяет Windows управлять использованием оперативной памяти. Жизнь после отключения Superfetch не удобна, но сделайте это, если нужно. По крайней мере, попробуйте это в одиночку, чтобы изолировать проблему:

1. Найдите services.msc и перейдите в диспетчер служб.
2. Найдите Superfetch и нажмите его правой кнопкой мыши, чтобы перейти в Свойства .
3. Выберите « Стоп ».
4. Также Отключить ’сервис из раскрывающегося меню.
5. Перезагрузите компьютер и проверьте, не улучшилась ли производительность.

Включите Superfetch, если этот не работает.

10] Проверка на наличие вредоносных программ

Используйте стороннее антивирусное программное обеспечение или встроенный в Windows 10 Защитник Windows для сканирования и устранения вредоносных программ.Убедитесь, что антивирус обновлен для поддержки вашей ОС, чтобы он не стал причиной утечки памяти.

Каждое решение, которое вам когда-либо понадобится, чтобы найти или предотвратить утечку памяти, находится здесь. Вы можете прочитать больше об утечках памяти на MSDN и Microsoft.

Windows Leaks Detector

Introduction

Windows Leaks Detector is a tool for easy detection of memory leaks in any Windows application. Main features:

• No modifications in source code. Actually the code is not required.
• Works for any Windows application written in any language.
• Attaching to any running process.
• Especially effective for applications working in “cyclic” patterns.
• Aggregation of memory leaks by call stack.

Memory Leaks — Different Approach

What is «memory leak»? Usually we mean «a block of memory that was allocated by the program, and was not released”. To be more precise: “… and was not released before the program ended”.

I think this definition is not appropriate for many applications. First let’s remember that when a program ends, all the memory that was allocated by it is automatically released by OS. So it will not make much difference if the memory was released by the process just before the termination. The more interesting parameter, especially for long-running programs, is the change in memory consumption in time. As simplest example we can look at programs that work in “cyclic” patterns. Here “cycle” refers to unit of work, after which the process should return to the state in which it was before the “cycle” started. For instance: text editor which opens and works with a document, and then closes it; a service which processes single request. In all those cases we can talk about “memory leak per cycle”. In case such memory leak exists, even if relatively small, it can cause serious performance problems over the time.

Conclusions that we may get with this approach:

• It is more important to avoid “cyclic” memory leaks, than one-time leaks – O( n) VS O(1).
• Such memory leaks may exist even in programs written in languages featuring automatic garbage collection. For example, in VB you can continuously create new objects, and add them to some Collection, so you will always have live reference to object.

Prior to selecting the right tool for hunting cyclic memory leaks, let’s think what additional important characteristics we would like it to have. Let’s take text editor “my_edit.exe” application as example. I would like to perform following steps:

1. run “my_edit.exe”

2. open existing document, add new line, save changes and close the document

3. start monitoring memory allocations

4. repeat step 2

5. stop monitoring memory allocations

6. repeat step 2

7. report: all memory allocations done in step 6, which was not released in steps 6-8

Here I would like to explain some of the steps in more details:

Step 2: before starting memory monitoring, I want to make sure the application is fully initialized. It’s possible there will be some one-time allocations while opening the first document.

Step 6: here I let the application a chance to do full cleanup of memory allocated in step 4. There may be, for example, some objects remaining in memory after step 4, which will be released only when next document is processed.

Given scenario implies following features of memory monitoring tool:

1. it should be able to begin the monitoring at some point in time
2. it should be able to stop registering new allocations, but still watch memory being released

I can extend this “wish list” with additional features, which will make my work much easier:

1. for each memory allocation I want to know the full call stack
2. moreover, I would like all memory leaks to be aggregated by the call stack
3. I don’t want to do any change in my application
4. I may not even have the source code, and still want to discover memory leaks
5. the tool should be able to attach to any running application
6. I may want to activate a breakpoint each time a memory allocation is done from “leaking” call stack, in order to attach the debugger in right position

Well, that’s what Windows Leaks Detector is designed for.

Current Limitations

• The solution only monitors HeapAlloc, HealRealloc and HealFree functions. In future additional memory-related functions should be traced, e.g. HeapCreate function, so the solution will work correctly also for applications which create and release heaps dynamically.
• You can’t monitor 2 processes at the same time – the mechanism of inter-process communication should be redesigned.

Articles

Future directions

The main task is to support detection of leaks in other resources, besides the memory – such as unclosed File Handles