C++ 進程內存變化監測：RAII 類自動統計 Working Set 差值

需求

在代碼塊進入/退出時自動對比進程工作集大小，輸出內存增長/釋放量（KB），快速定位內存洩漏或異常分配。

實現類 CAutoMem

class CAutoMem {
public:
    explicit CAutoMem(const char* vInfo) : strInfo(vInfo) { Init(); }
    ~CAutoMem() { PrintMem(); }

private:
    void Init() {
        hProcess = GetCurrentProcess();
        PROCESS_MEMORY_COUNTERS pmc;
        GetProcessMemoryInfo(hProcess, &pmc, sizeof(pmc));
        dwMemStart = pmc.WorkingSetSize;
    }

    void PrintMem() {
        PROCESS_MEMORY_COUNTERS pmc;
        GetProcessMemoryInfo(hProcess, &pmc, sizeof(pmc));
        long long diff = long long(pmc.WorkingSetSize) - dwMemStart;

        if (abs(diff) > 1024) { // 僅報告 >1KB 變化
            const char* action = diff > 0 ? "內存申請" : "內存釋放";
            printf("%s %s %lld KB\n\n", strInfo.c_str(), action, abs(diff) / 1024);
        }
    }

    std::string strInfo;
    HANDLE hProcess;
    SIZE_T dwMemStart;
};

使用示例

void testFunction() {
    CAutoMem memGuard("testFunction: ");
    // ... 可能分配/釋放內存的代碼 ...
    vector<int> v(1000000); // 申請 ~4MB
} // 作用域結束，自動打印：testFunction: 內存申請 4096 KB

關鍵 API 解析

• GetCurrentProcess()：獲取偽句柄，無需 CloseHandle。
• GetProcessMemoryInfo：填充 PROCESS_MEMORY_COUNTERS，關鍵字段：
  • WorkingSetSize：當前物理內存頁數（工作集），最直觀反映內存佔用。
  • PagefileUsage：提交佔用（虛擬內存），含已換出頁面。
• WorkingSetSize 受系統內存壓力影響會波動，**非精確分配量**，但趨勢明確。

優化建議

1. 增加 PagefileUsage 監測，配合工作集分析虛擬內存行為。
2. 支持巢狀作用域：用棧維護多層 dwMemStart，避免內層干擾外層統計。
3. 輸出重定向至日誌系統（如 log4cplus），便於事後分析。
4. 跨平台：Linux 讀取 /proc/self/status (VmRSS/VmSize)。

局限性

• **僅反映物理駐留頁**，不等於 malloc/new 分配的虛擬地址空間。
• 系統可能將非活躍頁移出工作集，導致「虛假釋放」信號。
• 多線程並發分配時，僅能觀測進程級總量，無法定位具體線程/調用點。