Ja, Rational Purify sollte den gleichen Zweck erfüllen, zu finden unter http://www-306.ibm.com/software/awdtools/purify/win/, gibt es allerdings nur als Trial Version für 14 Tage, sollte aber für einmaligen Gebrauch seinen Zweck erfüllen.

Arbeitsweise

Bei Durchsicht der verschiedenen frei verfügbaren Tools fällt schnell auf, dass es keine eierlegende Wollmilchsau gibt. Will man seine Anwendung mal so richtig durchchecken, muss man die Werkzeuge der Reihe nach durchprobieren. Kommerzielle Tools, wie Rational Purify versprechen mehr Komfort.

ToDo: Halten die Kommerziellen Tools, was sie versprechen? ToDo: Einige Techniken exemplarisch anreißen.

Frei verfügbar

• Valgrind: Ein sehr einfach verwendbarer, freier SpeicherChecker für Linux. Das zu testende Programm läuft in einer Art Sandbox, die LaufzeitFehler und Fehlerquellen während der Programmausführung textuell ausgibt. Mit Valgrind lässt sich nicht nur die Quelltext-Umgebung des Fehlers stark eingrenzen, der Fehler wird außerdem mit aussagekräftigen Meldungen qualifiziert. Hinter Valgrind steckt eine ausgefeilte Technik, nachzulesen auf der Valgrind Website. Valgrind gehört zum Linux Desktop KDE: http://developer.kde.org/~sewardj/.
• Memprof hat eine GUI und benötigt ebenfalls keinerlei Neucompilation. Es erstellt ein nach Methoden aufgeschlüsseltes Allokationsprofil. Memprof gehört zum Linux Desktop Gnome: http://www.gnome.org/projects/memprof/. Der Autor pflegt eine Liste mit ähnlichen Tools: http://people.redhat.com/otaylor/memprof/memtools.html.
• Mpatrol ist auf vielen Plattformen frei verfügbar. Die Library protokolliert Aufrufe von malloc/free. Website: http://www.cbmamiga.demon.co.uk/mpatrol/.
• Electric Fence: Ebenfalls frei, arbeitet aber nach einem völlig anderen Prinzip. Die Library von Electric Fence muss zum Programm dazugelinkt werden und beobachtet dann Zugriffe auf den virtuellen Speicher. Der Speicherbedarf des zu testenden Programms steigt signifikant und um den Fehler zu finden, muss man typischerweise zusätzlich einen Debugger bemühen. Eine laxe aber treffende Beschreibung des Nutzens wäre: "es knallt etwas eher". Website: http://perens.com/FreeSoftware/.
• mprof: Ähnlich wie gprof aber eben nicht für die Analyse von Laufzeitengpässen sondern für Speicherzugriffsprotokollierung. Der Autor Ben Zorn pflegt auch eine umfangreiche, kommentierte Liste mit Speichercheckern: http://www.cs.colorado.edu/homes/zorn/public_html/MallocDebug.html (en).
• Das GNU-Verzeichnis listet außerdem noch eine Reihe weiterer Werkzeuge
• Checker wird anstelle des gcc verwendet und deckt dann bestimmte Fehler auf: http://www.gnu.org/directory/devel/debug/checker.html. Die Homepage ist 1999 das letzte Mal aktualisiert worden und das Downloadverzeichnis existiert nicht mehr.
• http://www.gnu.org/directory/MemCheckDeluxe.html
• http://www.gnu.org/directory/memwatch.html

Kommerziell

• Rational Purify
• Microsoft Visual C++ Runtime Library (crtdbg.h)

Interpretersprachen

In Script- und Interpretersprachen kann ein Teil der Speicherverwaltung außerhalb der Virtuellen Maschine stattfinden. In solchen Fällen müssen neben den oben genannten Speichercheckern weitere Werkzeuge zum Einsatz kommen. Diese sind meist sehr gut in die Entwicklungsumgebung integriert, aber die Werkzeugpalette sieht ähnlich aus: Profiler, Tools die Footprints vergleichen, Tools für Memory-Tracing, etc...

Erfahrungsberichte und Tipps

Tipp: Memory Snapshots vergleichen

In Verbindung mit einem GarbageCollector sucht man mit einem Speicherchecker vor allem nicht gekappte Referenzen. Solche verhindern, dass eigentlich nicht mehr benötigte Objekte vom GC erfasst und weggeräumt werden. Hier sind Memory-Footprint Vergleiche äußerst hilfreich.

Dazu ein in SpracheSmalltalk sehr typisches, leicht übertragbares Beispiel: Beim MVC EntwurfsMuster ( WardsWiki:ModelViewController) spielt der View die Rolle eines Beobachters des Models ( WardsWiki:ObserverPattern). Wenn also ein Vergleich zweier Memory-Footprints unerwartet viele GUI-Objekte ausweist, dann hat man beim Schließen der betroffenen Fenster vermutlich vergessen, die Beobachterbeziehung zwischen Model und View zu beenden.

Erfahrungsbericht: Electric Fence, Valgrind, Memprof

Electric Fence war für unser Projekt (ca. 3 Entwickler/2 Jahre/C++/Linux) von eher geringem Nutzen, weil die Palette der gefundenen Fehler nicht besonders groß ist. Läuft die zu debuggende Anwendung eh schon am Limit dessen, was der Entwicklungsrechner hergibt, hat man mit Debugger und Electric Fence noch zwei zusätzliche Speicherverbraucher und Performanzkiller am Start. Die Benutzung ist jedoch einfach, und bevor man gar keine Tools einsetzt...

Valgrind hat bei uns im Projekt alle begeistert. Nach den eher mäßigen Resultaten mit Electric Fence hatten wir nun gleich eine ganze Reihe von Warnungen, denen wir nachgehen konnten. Binnen kürzester Zeit waren zwei Bugs und viele unschöne Kleinigkeiten gefunden. Und die Bedienung: Simpler geht's wohl kaum, höchstens mit einer GUI.

Memprof sieht so aus, als könnte es ein nettes Tool sein. Aber ich konnte partout nichts damit anfangen. Ich habe es mit verschiedenen Programmen versucht: ein paar kleinen C-Programme, fette C++ Programme, Anwendungen mit und ohne GUI. Mir scheint, es ist überhaupt nur für C geeignet und dort eher für kleinere Progrämmchen. Aber ich kann auch völlig falsch liegen. Letztlich krankt die Benutzung daran, dass es weder Doku noch eine rege Benutzergruppe zu geben scheint. -- SaschaDördelmann

Diskussion

Kennt jemand einen freien Speicherchecker für Windows? So eine Art Valgrind für Windows (ohne cygwin/mingw) wäre z. B. cool. -- SaschaDördelmann

Ja, Rational Purify sollte den gleichen Zweck erfüllen, zu finden unter http://www-306.ibm.com/software/awdtools/purify/win/, gibt es allerdings nur als Trial Version für 14 Tage, sollte aber für einmaligen Gebrauch seinen Zweck erfüllen.