Qt C++ 软件调试内存分析工具Heob(推荐三颗星)

01、Heob 是 what?

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绝大部分的文章都说Heob是一个内存泄漏分析工具，其实Heob只是内存泄漏分析功能比较突出，实际上Heob可以分析很多内存问题。

Heob是一个Windows下检测缓冲区溢出（野指针、空指针、内存越界、重复释放、异常捕获等）和内存泄漏的工具，集成到Qt Creator中，功能强大，简单容易上手。

支持MSVC和MinGW编译器编译的程序内存泄漏检测；

支持32位和64位程序；

 

不支持Linux；

 

支持设置过滤内存泄漏字节大小；

 

支持异常处理；

 

支持与Qt调试器、事后调试器联动；

 

支持将分析结果导出位xml文件，后续通过加载xml文件查看分析结果；

 

Qt Creator支持4.6以上版本，低版本没有这个功能，可以自行安装高版本的QtCreator（注意：不是Qt版本，是IDE版本）。

 

处理速度块，占用资源少。

 

02、Qt Heob用法

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方法1：使用Heob分析MSVC编译生成的程序，对于 PDB 调试信息，使用 dbghelp.dll，速度快；

方法2：使用Heob分析MinGW编译生成的程序， 对于DWARF 调试信息 （gcc） ，需要下载dwarfstack.dll库到Heob路径下才可以使用，性能会低很多；

方法3：使用Heob分析MinGW编译生成的程序，通过cv2pdb将DWARF 转成PDB进行分析，性能和分析MSVC编译的程序差不多。

方法4：命令行运行。

注意：

MSVC版本<=2017时，Heob检测会出现误报，将内存泄漏包位外部错误的内存泄漏，所以如果使用的编译器版本比较低，过滤设置时就需要勾选上外部错误 项；

对MinGW和MSVC支持不同，有些情况使用MSVC编译器可以检测出来，使用MinGW检测不出来，有些情况相反。

运行Heob前需要保证代码已经完成编译并生成了可执行程序。

 

03、开始表演

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环境       版本

系统          Windows11

开发环境       Qt5.9、Qt5.12.12、Qt5.14.2、Qt6.8

IDE        Qt Creator 5、Qt Creator 10、Qt Creator 14、               Qt Creator 15

编译器         mingw730_64、mingw1310_64、MSVC2015-64、    MSVC2017-64、MSVC2022-64

分析工具     Heob 4.0

依赖库     dwarfstack 2.2

 

04、配置

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• 下载Heob 4.0和dwarfstack 2.2 解压到同一个文件夹中；

• 打开Qt Creator，选中【分析】【Heob】；

打开

打开Heob窗口后点击【浏览】选择Heob路径，然后点击右下角图标保存配置。

报错

可能是还没编译成.exe不管了，我们下载一个现成的看看

可以了

可以了

 

05、测试

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• 创建一个Qt工程，测试代码如下所

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• 

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDebug>
#include <QMessageBox>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

class Test
{
public:
    Test()
    {
        p = new int;
    }

private:
    int* p;
};

/**
 * @brief  内存泄漏1
 */
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    Test* test = new Test();
    free(test);
}


void fun()
{
    for(int i = 0; i < 1024; i++)
    {
        int*p = new int[1000];
        qDebug() << p[1];
    }
}
/**
 * @brief 内存泄漏2
 */
void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    fun();
}

/**
 * @brief 野指针1
 */
void MainWindow::on_pushButton_3_clicked()
{
    int* p = new int;
    delete p;
    *p = 123;
}

/**
 * @brief 野指针2
 */
void MainWindow::on_pushButton_4_clicked()
{
    int* p;
    *p = 123;
}

/**
 * @brief 空指针
 */
void MainWindow::on_pushButton_5_clicked()
{
    int* p = nullptr;
    *p = 123;
}

/**
 * @brief 内存越界
 */
void MainWindow::on_pushButton_6_clicked()
{
    int*p = new int[12];
    p[123] = 123;
    p[12] = 1234;
    delete[] p;
}

/**
 * @brief 重复释放
 */
void MainWindow::on_pushButton_7_clicked()
{
    int*p = new int[12];
    p[1] = 123;
    delete[] p;
    delete[] p;
}

/**
 * @brief 抛出异常
 */
void MainWindow::on_pushButton_8_clicked()
{
    throw 123;
}

/**
 * @brief 成员数组添加数据
 */
void MainWindow::on_pushButton_9_clicked()
{
    for(int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        m_list.append(new int);
        qDebug() << i;
    }
}


QList<int*> g_list;
/**
 * @brief 全局数组添加数据
 */
void MainWindow::on_pushButton_10_clicked()
{
    for(int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        g_list.append(new int);
        qDebug() << i;
    }
}

/**
 * @brief 释放内存
 */
void MainWindow::on_pushButton_11_clicked()
{
    for(int i = 0; i < m_list.count(); i++)
    {
        delete m_list[i];
    }
    for(int i = 0; i < g_list.count(); i++)
    {
        delete g_list[i];
    }
    m_list.clear();
    g_list.clear();
    QMessageBox::about(this, "注意！", QString("已经释放内存：%1  %2").arg(m_list.count()).arg(g_list.count()));
}

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$ heob64.exe -h

Usage: heob64 [OPTION]… APP [APP-OPTION]…

-oX    heob output [1]

-PX    show process ID and wait [0]

-cX    create new console [0]

-pX    page protection [1]

-fX    freed memory protection [0]

-dX    monitor dlls [3]

-hX    handle exceptions [1]

-RX    raise breakpoint exception on allocation # [0]

-rX    raise breakpoint exception on error [0]

-FX    show full path [0]

-lX    show leak details [1]

-zX    minimum leak size [0]

-kX    control leak recording [0]

-LX    show leak contents [0]

-H[H]  show full help

heap-observer 3.1 (64bit)

 

`heob64.exe` 是一个用于堆内存观察的工具，通常用于调试内存泄漏和其他内存相关的问题。以下是命令行选项的详细解释：

- `-oX`：设置堆观察器的输出方式。`X` 是一个数字，表示不同的输出级别。默认值为 `1`。
- `-PX`：显示进程 ID 并等待。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-cX`：为应用程序创建一个新的控制台窗口。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-pX`：设置页面保护级别。`X` 是一个数字，表示不同的保护级别。默认值为 `1`。
- `-fX`：设置释放内存的保护级别。`X` 是一个数字，表示不同的保护级别。默认值为 `0`（禁用）。
- `-dX`：监控动态链接库（DLL）的加载和卸载。`X` 是一个数字，表示不同的监控级别。默认值为 `3`。
- `-hX`：处理异常。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `1`（启用）。
- `-RX`：在分配内存时触发断点异常。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-rX`：在发生错误时触发断点异常。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-FX`：显示完整路径。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-lX`：显示内存泄漏的详细信息。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `1`（启用）。
- `-zX`：设置最小内存泄漏大小。`X` 是一个数字，表示最小泄漏大小。默认值为 `0`。
- `-kX`：控制内存泄漏记录。`X` 是一个数字，表示不同的控制级别。默认值为 `0`（禁用）。
- `-LX`：显示内存泄漏的内容。`X` 是一个数字，表示是否启用此功能。默认值为 `0`（禁用）。
- `-H[H]`：显示完整的帮助信息。`H` 可以重复使用以显示更详细的帮助。

### 示例用法
假设你想调试一个名为 `myapp.exe` 的应用程序，并希望启用内存泄漏检测和详细输出，可以使用以下命令：

```bash
heob64.exe -o1 -l1 myapp.exe
```

这将启动 `myapp.exe` 并在程序结束时显示内存泄漏的详细信息。

### 注意事项
- 使用 `heob64.exe` 时，建议在调试环境中运行，以便更好地捕获和分析内存问题。
- 某些选项可能会影响程序的性能，因此在生产环境中使用时要谨慎。

如果你需要更详细的帮助信息，可以使用 `-HH` 选项来查看完整的帮助文档。

>>>

点击【新建/删除】可以创建新的配置文件；

点击右下角软盘图标可以保存配置，配置文件保存在QtProjectleaks.xml文件中；

点击【OK】开始进行分析。

Heob Path：下载解压的Heob.exe文件路径；

XML output file: 生成的xml文件名称，使用的相对路径，在可执行程序路径下，后续可通过【调试】窗口中的文件夹图标加载生成的xml文件；

如果想更改目录这样操作

 

08、Handle exceptions

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开关的作用：

Handle exceptions：设置出现异常时的处理方式

1.设置为On则使用Heob处理，出现异常时程序退出，在调试窗口显示出现异常的信息；

点击OK测试

弹出界面

【黑色界面后面再说】我们测试一下按钮，记得勾选需要捕获的异常

2.设置为Off则在出现异常时，会使用事后调试器进行调试。

【点击OK】

【设置一下】在使用 Qt Creator 进行崩溃后的调试（post-mortem debugging）

点击【空指针】弹出，点击默认

弹出

关闭窗口都会生成一个文件

我们复制所有文件内容，丢给fitcode的AI分析一下。

通过GDB也可以测试这些问题

gif

3.设置为Only则禁用所有Heob功能，除了安装异常处理程序。如果应用程序崩溃，则只显示崩溃的堆栈跟踪，不检测内存泄漏。因此，当在控制台上使用Heob或为子进程运行Heob时，此选项非常有用。

略

9、Run with debugger

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• Run with debugger： 勾选上后会以Debug调试模式运行，当出现异常（例如空指针野指针）时会触发断点，定位到出现异常的位置；

• 

光标跳动位置就是问题点

 

10、Raise breakpoint exception on error

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Raise breakpoint exception on error：表示出现异常时触发断点，（主要用于重复释放）

1.如果没勾选，则出现重复释放、内存越界等问题时，不会触发异常断点，会将检测结果写入文件；【写入文件-勾选】

【文件自己分析】

2.如果勾选上后，并且勾选了Run with debugger，则出现重复释放、内存越界等问题时，将会触发异常断点；【只用这个可以检查空指针、野指针等】

gif

 

11、Page protection

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Page protection： 这个功能更适合用于检测内存越界、野指针；

1.选择OFF时更适合检测内存泄漏；

2.选择After后会在分配的内存块末尾设置一个保护页，当访问到这个保护页时就会触发异常，从而识别出野指针、内存越界；

【点击】

【定位成功】

3.选择Before则会再分配的内存块前设置一个保护页；

这个功能会消耗内存、降低检查速度，建议仅用于64位或短时间运行的程序。

 

12、Freed memory protection

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• Freed memory protection： 这个功能会增加释放内存保护功能，已经释放的内存就不会再被使用，对于检测野指针、重复释放问题有用，但是会大量消耗内存。

点击内存越界，自动定位到这里

 

13、Leak details

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Leak details： 这个选项用于设置程序退出时融合处理收集到的内存泄漏数据，不同的设置影响分析结果和处理速度；

None：表示不收集内存泄漏数据，所以退出时速度最快；

Simple：表示将所有未释放的内存写入结果文件，速度最慢，生成的xml文件也最大，所有内存泄漏分析结果都会被记录为16 bytes in 1 blocks are lost in loss record 196 of 209 (#2513)，无法通过过滤器进行过滤；

Detect Leak Types：会记录所有确定的直接内存泄漏、间接内存泄漏到文件中，速度会快一些；

Detect Leak Types (Show Reachable)：除了记录所有确定的直接内存泄漏、间接内存泄漏到文件中，还会将可能存在内存泄漏的结果记录到文件中，可以通过过滤器中【可能的内存泄漏】选项过滤；Fuzzy

Detect Leak Types：选择模糊检测泄漏类型来标记内存块，或者它们是否引用了任何地址。当使用一些自定义分配器（例如：ffmpeg的av_malloc()）时，此选项很有用，检测结果最少，只保留最有可能内存泄漏的记录，速度快，生成的文件小；

Detect Leak Types (Show Reachable) ：与Fuzzy Detect Leak Types类似，不过会将其它的记录认为是可能存在的内存泄漏，也会记录到文件中，可以通过过滤器中【可能的内存泄漏】选项过滤。

【具体每一个效果怎么样，大家多训练】这里只是演示一下

14、Minimum leak size

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• Minimum leak size： 设置记录内存泄漏的最小字节数，低于设置值的内存泄漏不会被记录；

15、Control leak recording

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Control leak recording：控制记录内存泄漏的开关、记录时间段等，更加灵活的记录分析内存泄漏的功能（例如记一个数组不断添加堆内存数据，很长一段时间才会释放一次，这种就是特殊情况的内存泄漏，就可以通过n/f快捷键来控制检测）；

OFF：关闭终端，始终开启内存泄漏记录；

On (Start Disabled)：打开终端，Heob启动时不记录内存泄漏，可在终端中进行控制；

On (Start Enabled)：打开终端，Heob启动时就开始记录内存泄漏，并且可在终端中进行控制。

 

16、Extra arguments

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用于输入运行其它Heob参数，例如输入-vleaks.svg会将检测结果生成svg矢量图；

 

17、带大家实操一遍

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【1】使用Heob分析qt 程序内存泄漏

打开测试代码，使用MSVC编译器、Debug模式进行编译，保留pdb符号表；

编译生成可执行程序；

点击【分析】【Heob】【OK】启动程序进行分析；

当程序运行后分别点击【泄漏1】【泄漏2】按键，然后退出程序，程序退出后会将分析结果生成位leaks.xml文件，并在调试窗口显示检测到的内存泄漏；

生成的检测结果会有许多动态库中的误报，可以点击调试窗口上的过滤图标，取消勾选【外部错误】项（如果MSVC版本<=2017则勾选外部错误）；

检测结果如下所示，出现两个内存泄漏，大小分别是409600字节和16字节。

【2】使用Heob检测qt 程序野指针/内存越界

• 打开Heob窗口；
• 将Page protection选为【After】或者【Before 】；
• 点击开始检测，运行野指针代码就可以成功捕获到野指针异常。
• 由于野指针、内存越界都是不可恢复的异常，所以检测到这类异常后会直接终止Heob。

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使用Heob检测qt 程序空指针/throw抛出异常

打开Heob窗口；

使用默认设置；

点击开始检测，运行野指针代码就可以成功捕获到空指针、抛出异常。

由于空指针异常无法恢复，检测到后会终止Heob；

如果throw抛出异常后没有被try捕获，则会被Heob检测到，并触发终止，如果被try捕获，则Heob无法检测。

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使用Heob检测qt 程序重复释放

打开Heob窗口；

勾选Raise breakpoint exception on error： 表示出现异常时触发断点，如果不勾选就只会保存到检测结果；

再勾选Run with debugger ，在出现重复释放异常时，就会触发断点，进入调试。

 

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使用Heob检测qt 程序长生命周期式内存泄漏

这里的长生命周期式内存泄漏不同于普通内存泄漏使用new分配了而没有delete；

长生命周期内存泄漏指使用new分配了内存，过了很长时间才会delete，例如成员指针、全局变量、静态变量等；

这类内存泄漏会更加难以排查，也容易造成严重问题。

 

测试方法1： 无法检测到长生命周期内存泄漏

打开Heob进行检测；

点击按键，向成员数组中new大量变量；

过一段时间后再释放成员数组中的所有内存；

无法检测到出现内存泄漏；

测试方法1： 无法检测到长生命周期内存泄漏

打开Heob窗口；

如下图所示，选择Detect Leak Types（不必须），避免文件写入太多内存，检测大小设置为500字节（不必须），选择On(Start Disabled)，在程序启动前不记录，在运行过程中通过终端命令行控制开始/结束记录的时机；

• 点击【OK】启动Heob；

• 程序运行后按下n键开始记录；

• 

• 然后在程序中分别给成员数组、全局数组分配内存；

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• 在终端按下f键停止记录，并按下s键将当前内存泄漏分析结果写入文件；

• 

•  

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• 然后点击按键释放数组分配的内存；

• 

• 

• 退出程序后就可以看见检测到的内存泄漏了。

在这里操作

总结

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所有资源获取

通过网盘分享的文件：Heob

链接: https://pan.baidu.com/s/1nA09RLDW_cDrrz6ISfzBKw?pwd=td25 提取码: td25