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Linux C++ - pthread_mutexattr_destroy가 없다면 메모리 누수가 발생할까요?

"리눅스 API의 모든 것, 기초 리눅스 API" 책을 보면,

Listing 30-3: Setting the mutex type
; https://broman.dev/download/The%20Linux%20Programming%20Interface.pdf#page=685

attr에 대해 init/destroy를 호출하는 코드가 나옵니다.

#include <cstdio>
#include <pthread.h>

int main()
{
    pthread_mutex_t cs;

    pthread_mutexattr_t mutex_attr;
    pthread_mutexattr_init(&mutex_attr);
    pthread_mutexattr_settype(&mutex_attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
    pthread_mutex_init(&cs, &mutex_attr);

    pthread_mutexattr_destroy(&mutex_attr);
    pthread_mutex_destroy(&cs);

    return 0;
}

그렇다면, pthread_mutexattr_destroy를 하지 않는 경우 메모리 누수가 발생할까요? 이를 위해 잠시 소스코드를 찾아봤는데, 제가 테스트한 glibc의 경우,

$ cat /usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/pthreadtypes.h
...[생략]...
#define __SIZEOF_PTHREAD_MUTEXATTR_T 4
...[생략]...

typedef union
{
  char __size[__SIZEOF_PTHREAD_MUTEXATTR_T];
  int __align;
} pthread_mutexattr_t;
...[생략]...

pthread_mutexattr_t는 고정 크기의 구조체로 정의돼 있었습니다. 그러니까, 구현 코드를 봐도,

$ cat /home/kevin/glibc/glibc-2.31/nptl/pthread_mutexattr_init.c
int
__pthread_mutexattr_init (pthread_mutexattr_t *attr)
{
  // ...[생략]...

  if (sizeof (struct pthread_mutexattr) != sizeof (pthread_mutexattr_t))
    memset (attr, '\0', sizeof (*attr));

  // ...[생략]...
  ((struct pthread_mutexattr *) attr)->mutexkind = PTHREAD_MUTEX_NORMAL;

  return 0;
}

$ cat /home/kevin/glibc/glibc-2.31/nptl/pthread_mutexattr_destroy.c
// ...[생략]...
int
__pthread_mutexattr_destroy (pthread_mutexattr_t *attr)
{
  return 0;
}

딱히 내부에 할당 코드는 없습니다. 어떠한 alloc/free도 동반하지 않기 때문에 메모리 누수가 발생하지 않습니다.

단지, 이게 버전마다, 혹은 구현체마다 다를 수 있다는 것에는 주의를 해야 하는데요, 실제로, 아래의 github 코드를 보면,

pthread_mutexattr_init.c
; https://github.com/BrianGladman/pthreads/blob/master/pthread_mutexattr_init.c

pthread_mutexattr_destroy.c
; https://github.com/BrianGladman/pthreads/blob/master/pthread_mutexattr_destroy.c

윈도우 운영체제로 포팅한 소스코드라고 하는데 저 코드에서는 calloc/free의 쌍으로 다루기 때문에 메모리 누수가 발생하게 됩니다. 그러니까, 이식성 있는 코드를 만든다면 init/destroy를 쌍으로 호출하는 것을 권장한다는 정도가 되겠습니다.




mutex 자체의 경우도 process 내부의 동기화 용도로 쓰는 경우라면 pthread_mutex_destroy를 없애도 메모리 누수가 없습니다. 설령 프로세스 간 동기화(PTHREAD_PROCESS_SHARED)를 한다고 해도 결국 조건 변수를 공유해서 사용하는 것이므로 mutex 자체에는 메모리 할당과 관련이 없을 듯합니다. 게다가 mutex 자체를 끊임없이 생성/삭제를 하는 경우도 드물기 때문에 저 코드에 메모리 누수가 있어도 현실적으로 발견하기는 쉽지 않을 것입니다.

다음은 간단하게 mutex 관련 메모리 누수를 테스트한 코드입니다.

#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <ios>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <pthread.h>

// https://stackoverflow.com/questions/669438/how-to-get-memory-usage-at-runtime-using-c
void process_mem_usage(double& vm_usage, double& resident_set)
{
    using std::ios_base;
    using std::ifstream;
    using std::string;

    vm_usage = 0.0;
    resident_set = 0.0;

    // 'file' stat seems to give the most reliable results
    //
    ifstream stat_stream("/proc/self/stat", ios_base::in);

    // dummy vars for leading entries in stat that we don't care about
    //
    string pid, comm, state, ppid, pgrp, session, tty_nr;
    string tpgid, flags, minflt, cminflt, majflt, cmajflt;
    string utime, stime, cutime, cstime, priority, nice;
    string O, itrealvalue, starttime;

    // the two fields we want
    //
    unsigned long vsize;
    long rss;

    stat_stream >> pid >> comm >> state >> ppid >> pgrp >> session >> tty_nr
        >> tpgid >> flags >> minflt >> cminflt >> majflt >> cmajflt
        >> utime >> stime >> cutime >> cstime >> priority >> nice
        >> O >> itrealvalue >> starttime >> vsize >> rss; // don't care about the rest

    stat_stream.close();

    long page_size_kb = sysconf(_SC_PAGE_SIZE) / 1024; // in case x86-64 is configured to use 2MB pages
    vm_usage = vsize / 1024.0;
    resident_set = rss * page_size_kb;
}

#define NANO_PER_SEC ((__clock_t) 1000000000)
#define NANO_PER_MILLI  ((__clock_t) 1000000)
#define MILLI_PER_SEC  ((__clock_t) 1000)

timespec diff(timespec start, timespec end)
{
    timespec temp;
    if ((end.tv_nsec - start.tv_nsec) < 0) {
        temp.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec - 1;
        temp.tv_nsec = NANO_PER_SEC + end.tv_nsec - start.tv_nsec;
    }
    else {
        temp.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec;
        temp.tv_nsec = end.tv_nsec - start.tv_nsec;
    }
    return temp;
}

clock_t gettotalmillisec(const timespec& time)
{
    return time.tv_sec * MILLI_PER_SEC + time.tv_nsec / NANO_PER_MILLI;
}

int main()
{
    pthread_mutex_t cs;

    struct timespec tspec1, tspec2;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME_COARSE, &tspec1);

    while (true)
    {
        pthread_mutexattr_t mutex_attr;
        pthread_mutexattr_init(&mutex_attr);
        pthread_mutexattr_settype(&mutex_attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
        pthread_mutex_init(&cs, &mutex_attr);

        // pthread_mutexattr_destroy(&mutex_attr);

        // pthread_mutex_destroy(&cs);

        clock_gettime(CLOCK_REALTIME_COARSE, &tspec2);

        timespec elapsed = diff(tspec1, tspec2);
        clock_t timeDiff = gettotalmillisec(elapsed);8

        if (timeDiff >= 1000) // https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11914
        {
            tspec1 = tspec2;

            double vm, rss;
            process_mem_usage(vm, rss);

            printf("VM: %.2f; RSS: %.2f\n", vm, rss);
        }
    }

    return 0;
}




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 8/28/2024]

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