Valgrind介绍

Valgrind是一个用于构建动态分析工具的检测框架。Valgrind工具可以自动检测许多内存管理和线程漏洞，并详细分析您的程序。您还可以使用Valgrind来构建新工具。

Valgrind由内核（core）以及基于内核的其他调试工具组成。内核类似于一个框架（framework），它模拟了一个CPU环境，并提供服务给其他工具；而其他工具则类似于插件 (plug-in)，利用内核提供的服务完成各种特定的内存调试任务。Valgrind的体系结构如下图所示：

架构图

工具包

Memcheck

Memcheck检测内存管理问题，主要针对C和C++程序。当一个程序在Memcheck的监督下运行时，所有对内存的读取和写入都会被检查，并拦截对malloc/new/free/delete的调用。因此，Memcheck可以检测您的程序是否：

访问不应该访问的内存（尚未分配的区域、已释放的区域、超过堆块末尾的区域、堆栈中不可访问的区域）。
以危险的方式使用未初始化的值。
内存泄漏。
对堆块执行错误的释放（双重释放、不匹配的释放）。
将重叠的源内存块和目标内存块传递给memcpy()和相关函数。

Memcheck会在这些错误发生时立即报告，给出发生错误的源行号，以及为到达该行而调用的函数的堆栈跟踪。Memcheck在字节级别跟踪可寻址性，在位级别跟踪值的初始化。因此，它可以检测单个未初始化位的使用，并且不会报告位字段操作中的虚假错误。Memcheck运行的程序比正常速度慢10-30倍。

Cachegrind

Cachegrind是一个缓存探查器。它对CPU中的I1、D1和L2缓存执行详细的模拟，因此可以准确地确定代码中缓存未命中的来源。它通过每个函数、每个模块和整个程序摘要来识别每行源代码的缓存未命中、内存引用和执行的指令的数量。它适用于用任何语言编写的程序。Cachegrind运行的程序比正常速度慢20-100倍。

Callgrind

Josef Weidendorfer的Callgrind是对Cachegrind的扩展。它提供了Cachegrind所做的所有信息，以及关于调用图的额外信息。它在3.2.0版本中被集成到Valgrind的主版本中。单独提供的是一个令人惊叹的可视化工具KCachegrind，它可以更好地概述Callgrind收集的数据；它还可以用于可视化Cachegrind的输出。

Massif

Massif是一个堆探查器。它通过获取程序堆的定期快照来执行详细的堆评测。它生成一个图表，显示堆使用情况随时间的变化，包括程序中哪些部分负责最多内存分配的信息。该图由一个文本或HTML文件补充，该文件包括更多信息，用于确定在哪里分配了最多的内存。Massif运行程序的速度比正常速度慢20倍。

Helgrind

Helgrind是一个线程调试器，用于在多线程程序中查找数据竞赛。它查找由多个（POSIX p-）线程访问的内存位置，但找不到一致使用的（pthread_mutex_）锁。这样的位置指示线程之间缺少同步，并且可能导致难以找到与定时相关的问题。它对任何使用pthreads的程序都很有用。这是一个有点实验性的工具，所以这里特别欢迎您的反馈。