Qt總結之十一：記憶體洩漏（彙總）
一、簡介
Qt記憶體管理機制：Qt 在內部能夠維護物件的層次結構。對於可視元素，這種層次結構就是子元件與父元件的關係；對於非可視元素，則是一個物件與另一個物件的從屬關係。在 Qt 中，在 Qt 中，刪除父物件會將其子物件一起刪除。
C++中delete 和 new 必須配對使用(一 一對應)：delete少了，則記憶體洩露，多了麻煩更大。Qt中使用了new卻很少delete，因為QObject的類及其繼承的類，設定了parent（也可在構造時使用setParent函式或parent的addChild）故parent被delete時，這個parent的相關所有child都會自動delete，不用使用者手動處理。但parent是不區分它的child是new出來的還是在棧上分配的。這體現delete的強大，可以釋放掉任何的物件，而delete棧上物件就會導致記憶體出錯，這需要了解Qt的半自動的記憶體管理。另一個問題：child不知道它自己是否被delete掉了，故可能會出現野指標。那就要了解Qt的智慧指標QPointer。
二、關聯圖
（1）Linux記憶體圖，主要了解堆疊上分配記憶體的不同方式。
（2）在Qt中，最基礎和核心的類是：QObject，QObject內部有一個list，會儲存children，還有一個指標儲存parent，當自己析構時，會自己從parent列表中刪除並且析構所有的children。
三、詳解
1、Qt的半自動化的記憶體管理
（1）QObject及其派生類的物件，如果其parent非0，那麼其parent析構時會析構該物件。
（2）QWidget及其派生類的物件，可以設定 Qt::WA_DeleteOnClose 標誌位(當close時會析構該物件)。
（3）QAbstractAnimation派生類的物件，可以設定 QAbstractAnimation::DeleteWhenStopped。
（4）QRunnable::setAutoDelete()、MediaSource::setAutoDelete()。
（5）父子關係：父物件、子物件、父子關係。這是Qt中所特有的，與類的繼承關係無關，傳遞引數是與parent有關（基類、派生類，或父類、子類，這是對於派生體系來說的，與parent無關）。
2、記憶體問題例子
例子一
#include <QApplication> #include <QLabel> int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!"); label->show(); return a.exec(); }
分析：（1）label 既沒有指定parent，也沒有對其呼叫delete，所以會造成記憶體洩漏。書中的這種小例子也會出現指標記憶體的問題。
改進方式：（1）分配物件到棧上而不是堆上
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv);
QLabel label("Hello Qt!");
label.show();
return a.exec();
}
（2）設定標誌位，close()後會delete label。
label->setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
（3）new後手動delete
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret = 0;
QApplication a(argc, argv);
QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");
label->show();
ret = a.exec();
delete label;
return ret;
}
例子二
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QLabel label("Hello Qt!");
label.show();
label.setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
return app.exec();
}
執行：
分析：程式崩潰，因為label被close時，delete &label;但label物件是在棧上分配的記憶體空間，delete棧上的地址會出錯。
有些朋友理解為label被delete兩次而錯誤，可以測試QLabel label("Hello Qt!"); label.show();delete &label;第一次delete就會出錯。
注：記憶體分配詳解文章
例子三
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QLabel label("Hello Qt!");
QWidget w;
label.setParent(&w);
w.show();
return app.exec();
}分析：Object內部有一個list，會儲存children，還有一個指標儲存parent，當自己析構時，會自己從parent列表中刪除並且析構所有的children。
w比label先被析構，當w被析構時，會刪除chilren列表中的物件label，但label是分配到棧上的，因delete棧上的物件而出錯。
改進方式：（1）調整一下順序，確保label先於其parent被析構，label析構時將自己從父物件的列表中移除自己，w析構時，children列表中就不會有分配在stack中的物件了。
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QWidget w;
QLabel label("Hello Qt!");
label.setParent(&w);
w.show();
return app.exec();
}（2）將label分配到堆上
QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");
label->setParent(&w)
或者QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!",this);例子四：野指標
#include <QApplication>
#include <QLabel>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QWidget *w = new QWidget;
QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");
label->setParent(w);
w->show();
delete w;
label->setText("go"); //野指標
return app.exec();
}
（上述程式不顯示Label，僅作測試）
分析：程式異常結束，delete w時會delete label，label成為野指標，呼叫label->setText("go");出錯。
改進方式：QPointer智慧指標
#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPointer>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QWidget *w = new QWidget;
QLabel *label = new QLabel("Hello Qt!");
label->setParent(w);
QPointer<QLabel> p = label;
w->show();
delete w;
if (!p.isNull()) {
label->setText("go");
}
return app.exec();
}
例子五：deleteLater
當一個QObject正在接受事件佇列時如果中途被你銷燬掉了，就是出現問題了，所以QT中建大家不要直接Delete掉一個QObject，如果一定要這樣做，要使用QObject的deleteLater()函式，它會讓所有事件都發送完一切處理好後馬上清除這片記憶體，而且就算呼叫多次的deletelater也不會有問題。
傳送一個刪除事件到事件系統：
void QObject::deleteLater()
{
QCoreApplication::postEvent(this, new QEvent(QEvent::DeferredDelete));
}
3、智慧指標
如果沒有智慧指標，程式設計師必須保證new物件能在正確的時機delete，四處編寫異常捕獲程式碼以釋放資源，而智慧指標則可以在退出作用域時(不管是正常流程離開或是因異常離開)總呼叫delete來析構在堆上動態分配的物件。
Qt家族的智慧指標：
（1）QPointer
QPointer是一個模板類。它很類似一個普通的指標，不同之處在於，QPointer 可以監視動態分配空間的物件，並且在物件被 delete 的時候及時更新。
QPointer的現實原理：在QPointer儲存了一個QObject的指標，並把這個指標的指標（雙指標）交給全域性變數管理，而QObject 在銷燬時（解構函式，QWidget是通過自己的解構函式的，而不是依賴QObject的）會呼叫QObjectPrivate::clearGuards 函式來把全域性 GuardHash 的那個雙指標置為*零，因為是雙指標的問題，所以QPointer中指標當然也為零了。用isNull 判斷就為空了。
// QPointer 表現類似普通指標
QDate *mydate = new QDate(QDate::currentDate());
QPointer mypointer = mydata;
mydate->year(); // -> 2005
mypointer->year(); // -> 2005
// 當物件 delete 之後，QPointer 會有不同的表現
delete mydate;
if(mydate == NULL)
printf("clean pointer");
else
printf("dangling pointer");
// 輸出 dangling pointer
if(mypointer.isNull())
printf("clean pointer");
else
printf("dangling pointer");
// 輸出 clean pointer
（2）std::auto_ptr
// QPointer 表現類似普通指標
QDate *mydate = new QDate(QDate::currentDate());
QPointer mypointer = mydata;
mydate->year(); // -> 2005
mypointer->year(); // -> 2005
// 當物件 delete 之後，QPointer 會有不同的表現
delete mydate;
if(mydate == NULL)
printf("clean pointer");
else
printf("dangling pointer");
// 輸出 dangling pointer
if(mypointer.isNull())
printf("clean pointer");
else
printf("dangling pointer");
// 輸出 clean pointe
auto_ptr被銷燬時會自動刪除它指向的物件。
std::auto_ptr<QLabel> label(new QLabel("Hello Dbzhang800!"));（3）其他的類參考相應文件。
4、自動垃圾回收機制
（1）QObjectCleanupHandler
Qt 物件清理器是實現自動垃圾回收的很重要的一部分。QObjectCleanupHandler可以註冊很多子物件，並在自己刪除的時候自動刪除所有子物件。同時，它也可以識別出是否有子物件被刪 除，從而將其從它的子物件列表中刪除。這個類可以用於不在同一層次中的類的清理操作，例如，當按鈕按下時需要關閉很多視窗，由於視窗的 parent 屬性不可能設定為別的視窗的 button，此時使用這個類就會相當方便。
#include <QApplication>
#include <QObjectCleanupHandler>
#include <QPushButton>
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
// 建立例項
QObjectCleanupHandler *cleaner = new QObjectCleanupHandler;
// 建立視窗
QPushButton *w = new QPushButton("Remove Me");
w->show();
// 註冊第一個按鈕
cleaner->add(w);
// 如果第一個按鈕點選之後，刪除自身
QObject::connect(w, SIGNAL(clicked()), w, SLOT(deleteLater()));
// 建立第二個按鈕，注意，這個按鈕沒有任何動作
w = new QPushButton("Nothing");
cleaner->add(w);
w->show();
// 建立第三個按鈕，刪除所有
w = new QPushButton("Remove All");
cleaner->add(w);
QObject::connect(w, SIGNAL(clicked()), cleaner, SLOT(deleteLater()));
w->show();
return app.exec();
}
在上面的程式碼中，建立了三個僅有一個按鈕的視窗。第一個按鈕點選後，會刪除掉自己（通過 deleteLater() 槽），此時，cleaner 會自動將其從自己的列表中清除。第三個按鈕點選後會刪除 cleaner，這樣做會同時刪除掉所有未關閉的視窗。
（2）引用計數
應用計數是最簡單的垃圾回收實現：每建立一個物件，計數器加 1，每刪除一個則減 1。
class CountedObject : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
CountedObject()
{
ctr=0;
}
void attach(QObject *obj)
{
ctr++;
connect(obj, SIGNAL(destroyed(QObject*)), this, SLOT(detach()));
}
public slots:
void detach()
{
ctr--;
if(ctr <= 0)
delete this;
}
private:
int ctr;
};
利用Qt的訊號槽機制，在物件銷燬的時候自動減少計數器的值。但是，我們的實現並不能防止物件建立的時候呼叫了兩次attach()。
（3）記錄所有者
更合適的實現是，不僅僅記住有幾個物件持有引用，而且要記住是哪些物件。例如：
class CountedObject : public QObject
{
public:
CountedObject() {}
void attach(QObject *obj) {
// 檢查所有者
if(obj == 0)
return;
// 檢查是否已經新增過
if(owners.contains(obj))
return;
// 註冊
owners.append(obj);
connect(obj, SIGNAL(destroyed(QObject*)), this, SLOT(detach(QObject*)));
}
public slots:
void detach(QObject *obj) {
// 刪除
owners.removeAll(obj);
// 如果最後一個物件也被 delete，刪除自身
if(owners.size() == 0)
delete this;
}
private:
QList owners;
};
現在我們的實現已經可以做到防止一個物件多次呼叫 attach() 和 detach() 了。然而，還有一個問題是，我們不能保證物件一定會呼叫 attach() 函式進行註冊。畢竟，這不是 C++ 內建機制。有一個解決方案是，重定義 new 運算子（這一實現同樣很複雜，不過可以避免出現有物件不呼叫 attach() 註冊的情況）。
四、總結
Qt 簡化了我們對記憶體的管理，但是，由於它會在不太注意的地方呼叫 delete，所以，使用時還是要當心。
五、參考
http://doc.qt.nokia.com/5.5/qobject.html
http://www.cuteqt.com/blog/?p=824
http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6300025
http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6403285
http://devbean.blog.51cto.com/448512/526734/