152 Linux C++ 通讯架构实战7 ，makefile编写改成for cpp，读配置文件，内存泄漏查找，设置标题实战

读写配置文件代码实战。nginx.conf

一个项目要启动，需要配置很多信息，第一项就是学习如何配置一个项目

nginx.conf的内容

#是注释行，
#每个有效配置项用 等号 处理，等号前不超过40个字符，等号后不超过400个字符；#[开头的表示组信息，也等价于注释行
[Socket]
ListenPort = 5678    DBInfo = 127.0.0.1;1234;myr;123456;mxdb_g

我们的目的是：

1.将 ListenPort的值取出来

2.将DBInfo的值取出来

ngx_c_conf.h


#ifndef __NGX_CONF_H__
#define __NGX_CONF_H__#include <vector>#include "ngx_global.h"  //一些全局/通用定义//类名可以遵照一定的命名规则规范，比如老师这里，第一个字母是C，后续的单词首字母大写
class CConfig
{
//---------------------------------------------------
//这段代码老师在《c++从入门到精通》 多线程这章老师提过 单例设计模式，就是如下这些代码，大家即便没学过，也可以现在学
private:CConfig();
public:~CConfig();
private:static CConfig *m_instance;public:	static CConfig* GetInstance() {	if(m_instance == NULL){//锁if(m_instance == NULL){					m_instance = new CConfig();static CGarhuishou cl; }//放锁		}return m_instance;}	class CGarhuishou  //类中套类，用于释放对象{public:				~CGarhuishou(){if (CConfig::m_instance){						delete CConfig::m_instance;CConfig::m_instance = NULL;				}}};
//---------------------------------------------------
public:bool Load(const char *pconfName); //装载配置文件const char *GetString(const char *p_itemname);int  GetIntDefault(const char *p_itemname,const int def);public:std::vector<LPCConfItem> m_ConfigItemList; //存储配置信息的列表};#endif

ngx_c_conf.cxx


//系统头文件放上边
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <vector>//自定义头文件放下边,因为g++中用了-I参数，所以这里用<>也可以
#include "ngx_func.h"     //函数声明
#include "ngx_c_conf.h"   //和配置文件处理相关的类,名字带c_表示和类有关//静态成员赋值
CConfig *CConfig::m_instance = NULL;//构造函数
CConfig::CConfig()
{		
}//析构函数
CConfig::~CConfig()
{    std::vector<LPCConfItem>::iterator pos;	for(pos = m_ConfigItemList.begin(); pos != m_ConfigItemList.end(); ++pos){		delete (*pos);}//end form_ConfigItemList.clear(); 
}//装载配置文件
bool CConfig::Load(const char *pconfName) 
{   FILE *fp;fp = fopen(pconfName,"r");if(fp == NULL)return false;//每一行配置文件读出来都放这里char  linebuf[501];   //每行配置都不要太长，保持<500字符内，防止出现问题//走到这里，文件打开成功 while(!feof(fp))  //检查文件是否结束 ，没有结束则条件成立{    //大家要注意老师的写法，注意写法的严密性，商业代码，就是要首先确保代码的严密性if(fgets(linebuf,500,fp) == NULL) //从文件中读数据，每次读一行，一行最多不要超过500个字符 continue;if(linebuf[0] == 0)continue;//处理注释行 if(*linebuf==';' || *linebuf==' ' || *linebuf=='#' || *linebuf=='\t'|| *linebuf=='\n')continue;lblprocstring://屁股后边若有换行，回车，空格等都截取掉if(strlen(linebuf) > 0){//10 换行，13回车，32 是空格if(linebuf[strlen(linebuf)-1] == 10 || linebuf[strlen(linebuf)-1] == 13 || linebuf[strlen(linebuf)-1] == 32) {linebuf[strlen(linebuf)-1] = 0;goto lblprocstring;}		}if(linebuf[0] == 0)continue;if(*linebuf=='[') //[开头的也不处理continue;//这种 “ListenPort = 5678”走下来；char *ptmp = strchr(linebuf,'=');if(ptmp != NULL){LPCConfItem p_confitem = new CConfItem;                    //注意前边类型带LP，后边new这里的类型不带memset(p_confitem,0,sizeof(CConfItem));strncpy(p_confitem->ItemName,linebuf,(int)(ptmp-linebuf)); //等号左侧的拷贝到p_confitem->ItemNamestrcpy(p_confitem->ItemContent,ptmp+1);                    //等号右侧的拷贝到p_confitem->ItemContentRtrim(p_confitem->ItemName);Ltrim(p_confitem->ItemName);Rtrim(p_confitem->ItemContent);Ltrim(p_confitem->ItemContent);//printf("itemname=%s | itemcontent=%s\n",p_confitem->ItemName,p_confitem->ItemContent);            m_ConfigItemList.push_back(p_confitem);  //内存要释放，因为这里是new出来的 } //end if} //end while(!feof(fp)) fclose(fp); //这步不可忘记return true;
}//根据ItemName获取配置信息字符串，不修改不用互斥
const char *CConfig::GetString(const char *p_itemname)
{std::vector<LPCConfItem>::iterator pos;	for(pos = m_ConfigItemList.begin(); pos != m_ConfigItemList.end(); ++pos){	if(strcasecmp( (*pos)->ItemName,p_itemname) == 0)return (*pos)->ItemContent;}//end forreturn NULL;
}
//根据ItemName获取数字类型配置信息，不修改不用互斥
int CConfig::GetIntDefault(const char *p_itemname,const int def)
{std::vector<LPCConfItem>::iterator pos;	for(pos = m_ConfigItemList.begin(); pos !=m_ConfigItemList.end(); ++pos){	if(strcasecmp( (*pos)->ItemName,p_itemname) == 0)return atoi((*pos)->ItemContent);}//end forreturn def;
}

nginx.cxx

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#include "ngx_c_conf.h"  //和配置文件处理相关的类,名字带c_表示和类有关
#include "ngx_signal.h"
#include "ngx_func.h"    //各种函数声明//和设置标题有关的全局量
char **g_os_argv;            //原始命令行参数数组,在main中会被赋值
char *gp_envmem = NULL;      //指向自己分配的env环境变量的内存
int  g_environlen = 0;       //环境变量所占内存大小int main(int argc, char *const *argv)
{             g_os_argv = (char **) argv;ngx_init_setproctitle();    //把环境变量搬家//我们在main中，先把配置读出来，供后续使用 CConfig *p_config = CConfig::GetInstance(); //单例类if(p_config->Load("nginx.conf") == false) //把配置文件内容载入到内存{printf("配置文件载入失败，退出!\n");exit(1);}//获取配置文件信息的用法    int port = p_config->GetIntDefault("ListenPort",0); //0是缺省值printf("port=%d\n",port);const char *pDBInfo = p_config->GetString("DBInfo");if(pDBInfo != NULL){printf("DBInfo=%s\n",pDBInfo);}for(;;){sleep(1); //休息1秒printf("休息1秒\n");}printf("程序退出，再见!\n");return 0;
}

运行结果

hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux/4-2/nginx$ ./nginx
port=5678
DBInfo=127.0.0.1;1234;myr;123456;mxdb_g
休息1秒
休息1秒

内存泄漏查找工具valgrind 以及使用

使用环境： linux 下的工具，

安装：

sudo apt-get install valgrind

使用：

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-reachable=yes ./nginx

//Valgrind：帮助程序员寻找程序里的bug和改进程序性能的工具集。擅长是发现内存的管理问题；
   //里边有若干工具，其中最重要的是Memcheck(内存检查）工具，用于检查内存的泄漏；
   //（2.1）memcheck的基本功能，能发现如下的问题；
   //a)使用未初始化的内存
   //b)使用已经释放了的内存
   //c)使用超过malloc()分配的内存
   //d)对堆栈的非法访问
   //e)申请的内存是否有释放*****
   //f)malloc/free,new/delete申请和释放内存的匹配
   //g)memcpy()内存拷贝函数中源指针和目标指针重叠；

   //（2.2）内存泄漏检查示范
   //所有应该释放的内存，都要释放掉，作为服务器程序开发者，要绝对的严谨和认真
   //格式：
   //valgrind --tool=memcheck 一些开关可执行文件名
   //--tool=memcheck ：使用valgrind工具集中的memcheck工具
   //--leak-check=full ：指的是完全full检查内存泄漏
   //--show-reachable=yes ：是显示内存泄漏的地点
   //--trace-children = yes ：是否跟入子进程
   //--log-file=log.txt：讲调试信息输出到log.txt，不输出到屏幕
   //最终用的命令：
   //valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-reachable=yes ./nginx
   //查看内存泄漏的三个地方：
   //(1) 9 allocs, 8 frees 差值是1，就没泄漏，超过1就有泄漏
   //(2)中间诸如： by 0x401363: CConfig::Load(char const*) (ngx_c_conf.cxx:77)和我们自己的源代码有关的提示，就要注意；
   //(3)LEAK SUMMARY:definitely lost: 1,100 bytes in 2 blocks

测试结果分析

注意这里：==3236== total heap usage: 10 allocs, 9 frees, 79,021 bytes allocated

hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux$ cd 4-2/nginx/
hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux/4-2/nginx$ valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-reachable=yes ./nginx
==3236== Memcheck, a memory error detector
==3236== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==3236== Using Valgrind-3.11.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==3236== Command: ./nginx
==3236== 
port=5678
DBInfo=127.0.0.1;1234;myr;123456;mxdb_g
程序退出，再见!
==3236== 
==3236== HEAP SUMMARY:
==3236==     in use at exit: 72,704 bytes in 1 blocks
==3236==   total heap usage: 10 allocs, 9 frees, 79,021 bytes allocated
==3236== 
==3236== 72,704 bytes in 1 blocks are still reachable in loss record 1 of 1
==3236==    at 0x4C2DB8F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==3236==    by 0x4EC3EFF: ??? (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21)
==3236==    by 0x40106F9: call_init.part.0 (dl-init.c:72)
==3236==    by 0x401080A: call_init (dl-init.c:30)
==3236==    by 0x401080A: _dl_init (dl-init.c:120)
==3236==    by 0x4000C69: ??? (in /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so)
==3236== 
==3236== LEAK SUMMARY:
==3236==    definitely lost: 0 bytes in 0 blocks
==3236==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==3236==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==3236==    still reachable: 72,704 bytes in 1 blocks
==3236==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==3236== 
==3236== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==3236== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux/4-2/nginx$

设置标题代码实战

我们这样执行写好的代码，就是说带了参数 aa bb cc

./nginx aa bb cc

hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux/4-2/nginx$ ./nginx aa bb cc
port=5678
DBInfo=127.0.0.1;1234;myr;123456;mxdb_g
休息1秒
休息1秒
休息1秒
休息1秒

然后使用如下命令查看

ps -eo pid,ppid,sid,tty,pgrp,comm,stat,cmd | grep -E 'bash|PID|nginx'

hunandede@hunandede-virtual-machine:~$ ps -eo pid,ppid,sid,tty,pgrp,comm,stat,cmd | grep -E 'bash|PID|nginx'PID   PPID    SID TT         PGRP COMMAND         STAT CMD2652   2651   2652 pts/9      2652 bash            Ss   -bash3326   3325   3326 pts/10     3326 bash            Ss   -bash3348   2652   2652 pts/9      3348 nginx           S+   ./nginx aa bb cc3371   3326   3326 pts/10     3370 grep            R+   grep --color=auto -E bash|PID|nginx
hunandede@hunandede-virtual-machine:~$

注意下图红色的部分，实际上我们执行的该可执行程序的加上参数

在ps中最终会显示在这里。

改动目标：将启动的可执行程序和其参数，都替换成我们想要的字符串

我们这里的想法就是改动这块。

原理和实现思路分析

//argc:命令行参数的个数
//argv:是个数组，每个数组元素都是指向一个字符串的char *，里边存储的内容是所有命令行参数；
例如我们在执行nginx的时候，加上了3个参数

./nginx -v -s 5

那么对应的argc 和 argv数组的每个值如下：
   //argc = 4
   //argv[0] = ./nginx ----指向的就是可执行程序名： ./nginx
   //argv[1] = -v
   //argv[2] = -s
   //argv[3] = 5

   //argv内存之后，接着连续的就是环境变量参数信息内存【是咱们这个可执行程序执行时有关的所有环境变量参数信息】
   //可以通过一个全局的environ[char **]就可以访问
   //environ内存和argv内存紧紧的挨着

我们先来验证自己的猜测是否正确。

int main(int argc, char *const *argv)
{cout << "验证argc 和 argv 以及 环境变量的存储是否是我们理解的布局 start" << endl;cout << "参数个数argc的值为：" << argc << endl;for (int i = 0; i < argc; ++i){//这里注意老师的写法，在c中打印argv ，也就是 char *argv[]中的地址的写法，argv是一个指针数组，本质上是一个数组，这个数组的每一项都是一个指针// cout << "myargv[" << i << "] 的地址为：" << *(&argv[i]) << endl;//myargv[0] 的地址为：./nginx// cout << "myargv[" << i << "] 的1地址为：" << argv[i] << endl;//myargv[0] 的1地址为：./nginx// cout << "myargv[" << i << "] 的2地址为：" << *argv[i] << endl;myargv[0] 的2地址为：.printf("argv[%d]地址=%x    ", i, (unsigned int)((unsigned long)argv[i]));//由于数组中的每一项都是指针，我们要先拿到数组里面的 指针，由于指针和long 在32位上占用 4个字节，在64位上占用8个字节，因此可以先将 指针转成 unsigned long，由于打印的时候需要的%x，因此在转成（unsigned int）//这里可以思考一个额外的问题，这里将指针 从 unsigned long 强行转成 unsigned int 会不会有丢失呢？printf("argv[%d]内容=%s\n", i, argv[i]);}// 下边环境变量随便打两个,只要打印的地址和上面的地址能够连贯，就说明我们关于 参数的地址和环境变量的地址挨着的判断是正确的for (int i = 0; i < 2; ++i){printf("evriron[%d]地址=%x    ", i, (unsigned int)((unsigned long)environ[i]));printf("evriron[%d]内容=%s\n", i, environ[i]);}cout << "验证argc 和 argv 以及 环境变量的存储是否是我们理解的布局 end" << endl;//这里注意的是，这段代码在vs2017上和 在linux上执行的结果不同，在linux的内存图确实如我们所想，但是在vs2017上，是environ的内存在前面，argv的内存在后边
}

//这里注意的是，这段代码在vs2017上和在linux上执行的结果不同，在linux的内存图确实如我们所想，但是在vs2017上，是environ的内存在前面，argv的内存在后边

注意这两行

argv[3]地址=93a03693 argv[3]内容=cc
evriron[0]地址=93a03696 evriron[0]内容=LC_PAPER=zh_CN.UTF-8

evrion[0]的地址刚好紧挨着 argv[3]，这说明我们的猜想是对的

hunandede@hunandede-virtual-machine:/mnt/hgfs/linux/4-2/nginx$ ./nginx aa bb cc
验证argc 和 argv 以及 环境变量的存储是否是我们理解的布局 start
参数个数argc的值为：4
argv[0]地址=93a03685    argv[0]内容=./nginx
argv[1]地址=93a0368d    argv[1]内容=aa
argv[2]地址=93a03690    argv[2]内容=bb
argv[3]地址=93a03693    argv[3]内容=cc
evriron[0]地址=93a03696    evriron[0]内容=LC_PAPER=zh_CN.UTF-8
evriron[1]地址=93a036ab    evriron[1]内容=LC_ADDRESS=zh_CN.UTF-8
验证argc 和 argv 以及 环境变量的存储是否是我们理解的布局 end

那么在linux上的原理图大致如下：

实现思路

(1)重新分配一块内存，用来保存environ中的内容；

    //第一步 环境变量原先的地址cout<<"环境变量原先的地址"<<endl;for (int i = 0; environ[i]; i++){printf("evriron[%d]地址=%x    " ,i,(unsigned int)((unsigned long)environ[i]));printf("evriron[%d]内容=%s\n" ,i,environ[i]);}printf("--------------------------搬家中------------------------------\n");//让环境变量搬家g_os_argv = (char **)argv;ngx_init_setproctitle(); // 把环境变量搬家cout<<"环境变量搬家后的地址"<<endl;for (int i = 0; environ[i]; i++){printf("evriron[%d]地址=%x    " ,i,(unsigned int)((unsigned long)environ[i]));printf("evriron[%d]内容=%s\n" ,i,environ[i]);}

其核心是这个方法

ngx_init_setproctitle(); // 把环境变量搬家

//设置可执行程序标题相关函数：分配内存，并且把环境变量拷贝到新内存中来
void ngx_init_setproctitle()
{    int i;//统计环境变量所占的内存。注意判断方法是environ[i]是否为空作为环境变量结束标记for (i = 0; environ[i]; i++) {g_environlen += strlen(environ[i]) + 1; //+1是因为末尾有\0,是占实际内存位置的，要算进来} //end for//这里无需判断penvmen == NULL,有些编译器new会返回NULL，有些会报异常，但不管怎样，如果在重要的地方new失败了，你无法收场，让程序失控崩溃，助你发现问题为好； gp_envmem = new char[g_environlen]; memset(gp_envmem,0,g_environlen);  //内存要清空防止出现问题char *ptmp = gp_envmem;//把原来的内存内容搬到新地方来for (i = 0; environ[i]; i++) {size_t size = strlen(environ[i])+1 ; //不要拉下+1，否则内存全乱套了，因为strlen是不包括字符串末尾的\0的strcpy(ptmp,environ[i]);      //把原环境变量内容拷贝到新地方【新内存】environ[i] = ptmp;            //然后还要让新环境变量指向这段新内存ptmp += size;}return;
}

(2)修改argv[0]所指向的内存；

// 第二步，设置标题代码title，我要保证所有命令行参数我都不用了，如果还要用，那么建议存储起来，并告知其他模块的owner，如果要使用启动程序时的参数，请到存储的地方去拿。这个要其他用到的owner sync到位

ngx_setproctitle("nginx: my master process");

//设置可执行程序标题
void ngx_setproctitle(const char *title)
{//我们假设，所有的命令 行参数我们都不需要用到了，可以被随意覆盖了；//注意：我们的标题长度，不会长到原始标题和原始环境变量都装不下，否则怕出问题，不处理//(1)计算新标题长度size_t ititlelen = strlen(title); //(2)计算总的原始的argv那块内存的总长度【包括各种参数】size_t e_environlen = 0;     //e表示局部变量for (int i = 0; g_os_argv[i]; i++)  {e_environlen += strlen(g_os_argv[i]) + 1;}size_t esy = e_environlen + g_environlen; //argv和environ内存总和if( esy <= ititlelen){//你标题多长啊，我argv和environ总和都存不下？注意字符串末尾多了个 \0，所以这块判断是 <=【也就是=都算存不下】return;}//空间够保存标题的，够长，存得下，继续走下来    //(3)设置后续的命令行参数为空，表示只有argv[]中只有一个元素了，这是好习惯；防止后续argv被滥用，因为很多判断是用argv[] == NULL来做结束标记判断的;g_os_argv[1] = NULL;  //(4)把标题弄进来，注意原来的命令行参数都会被覆盖掉，不要再使用这些命令行参数,而且g_os_argv[1]已经被设置为NULL了char *ptmp = g_os_argv[0]; //让ptmp指向g_os_argv所指向的内存strcpy(ptmp,title);ptmp += ititlelen; //跳过标题//(5)把剩余的原argv以及environ所占的内存全部清0，否则会出现在ps的cmd列可能还会残余一些没有被覆盖的内容；size_t cha = esy - ititlelen;  //内存总和减去标题字符串长度(不含字符串末尾的\0)，剩余的大小，就是要memset的；memset(ptmp,0,cha);  return;
}