GDI对象泄漏导致程序UI界面绘制异常的问题排查
Posted dvlinker
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了GDI对象泄漏导致程序UI界面绘制异常的问题排查相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
4、GDIView可能对Win10兼容性不好，显示的GDI对象个数不太准确
5、采用历史版本比对法，确定初次出现问题的时间点，并查看前一天的代码修改记录
VC++常用功能开发汇总（专栏文章列表，欢迎订阅，持续更新...）
https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/124272585C++软件异常排查从入门到精通系列教程（专栏文章列表，欢迎订阅，持续更新...）https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/125529931 最近在项目中遇到了一个GDI对象泄露问题，排查该问题也用了不少时间，其问题场景和排查方法很有代表性，今天将当时排查的过程做个详细的记录和总结，以供大家借鉴或参考。
1、问题说明
某天早上来公司上班，有同事反馈我们开发的PC客户端软件的UI界面显示出问题了，窗口中部分区域与按钮等显示不全，应该是部分界面绘制失败了，但软件并没有崩溃。同事说前一天晚上他们为了测试移动APP，使用我们的PC端软件和移动app进行了联动，进行了一夜的拷机测试，早上来就发现PC客户端出了上述问题。他们没有关闭软件，保留着现象及现场，喊我们过去看看是怎么回事。
2、初步分析
于是我到同事那边去查看现象，根据以往经验，感觉很有可能是GDI句柄泄漏引起界面绘制异常，当程序的GDI对象接近1万个时，界面就会出现绘制失败，显示不全的问题。
在Windows系统中，每个进程的GDI对象总数是有上限的，上限就是10000个，当接近或达到这个上限时，界面就会绘制失败，甚至程序会出现闪退崩溃。
类似的问题，前几天有同事反馈过，但其没保留现象，直接将程序重启了，所以当时没有进行分析，这次这个同事反馈的这个问题，从现象上看和之前同事反馈的问题是类似，正好借此机会详细排查一下。
3、查看任务管理器，并使用GDIView工具分析
为了验证GDI对象泄露的猜想，先是打开系统的任务管理器去查看软件进程的GDI对象总数。打开任务管理器，点击详细信息标签页，找到目标软件进程，看到进程的GDI总数确实有异常，已经达到了9999个，差1个就到1万的上限了，如下所示：
正常情况下，进程在某个时刻使用的GDI对象总数也就几百个左右，最多也就1000多个，此处居然达到了9999个，肯定是有GDI对象泄露了。使用完的GDI对象，没有调用DeleteObject等接口将之释放掉，这样会导致程序中占用的GDI对象越来越多，如果有GDI对象泄露的代码在频繁的执行，那么泄露会很明显，到任务管理器中可以看到目标进程的GDI对象总数在持续不断的上升，可能很快就要达到10000个上限了。
默认情况下，任务管理器的进程列表中不会显示进程的GDI总数，需要右键点击列表头，在弹出的右键菜单中点击“选择列”：
然后在弹出的窗口中找到GDI对象选项：
勾选上即可看到进程的GDI对象总数。
正常情况下，进程的GDI对象最多只会有上千个，如果有好几千，一般可能是有GDI对象泄漏。
4、GDIView可能对Win10兼容性不好，显示的GDI对象个数不太准确
仅仅通过任务管理器中的GDI对象总数判断出有GDI对象是不够的，因为GDI对象有多种，比如常见的GDI对象有Pen（用来划线的画笔）、Brush（用来填充区域颜色的画刷）、Bitmap（用来绘制图片的位图）、Font（用来控制文字显示大小及字形的字体）、Region（区域）、DC（用来绘制窗口的设备上下文）等，如下：
为了有针对性的排查，我们还需要知道具体是哪种类型的GDI对象有泄露，这就需要使用GDI对象查看工具GDIView。于是在同事的电脑上到GDIView官网上下载了GDIView工具，因为当前Windows系统是64位的，所以要下载64位的GDIView，64位系统上不能运行32位的GDIView，直接运行会报错（按讲64位系统是支持32位程序的，可能是GDIview工具自己的限制），如下：
启动64位GDIView工具后，看到All GDI数目为9999：
查看其他具体类型的项，只有Bitmap位图对象数目比较多，但只有1000多个（1436个），其他类型的GDI对象都比较少，那这个9999总数主要是由哪个对象泄露引发的呢？从最后的分析结果看，是Bitmap对象泄露引起的，那Bitmap对象数应该有好几千个，为啥GDIView中只显示1000多个？应该是GDIView工具对Win10系统兼容性不好，显示的各个GDI对象的数目有问题，之前我们在Win7和XP系统上用GDIView工具排查过GDI泄露问题，GDIView中显示的各个类型的GDI对象都是比较准的。
5、采用历史版本比对法，确定初次出现问题的时间点，并查看前一天的代码修改记录
GDIView中看不到具体是哪个类型的GDI泄露，这样我们就没法进行有针对性的排查。好在我们有个脚本控制的自动化代码编译系统，只要有修改代码，每天都会自动编译版本，生成程序的安装包，如下所示：
于是我们只能使用历史版本比对法，取几个时间点的版本（安装包），多次安装并执行程序，然后再采取二分法取版本，看看是从哪天开始有这个问题的，然后我们查看前一天提交的代码，可能就能找到排查问题的线索了。
历史版本比对法，比较适用相对独立的客户端程序，虽然是个比较笨重、原始的办法，但很多时候都比较有用，我们在项目中已多次使用。
最终通过对比发现，从2022年12月15日开始编译的版本都有内存泄露的问题，12月14日的版本是没问题的。于是在SVN上查看前一天（12月14日）的代码提交记录，看看可能是修改哪一处的代码引发的。但12月14日当天修改的代码是处理业务服务器重连问题，修改了相关的逻辑，但这些修改的代码都和GDI绘制没关系，为啥会触发GDI对象泄露呢？很是奇怪！到此，排查问题的线索似乎又断了。
6、将修改的代码与测试现象结合起来，最终定位问题
12月14日之前业务服务器的重连功能都是有问题的，12月14日修改代码后，重连功能就没问题了。这时，测试同事又提供了一个关键的线索，用当前最新的版本的客户端软件，登录公网上的通用平台是没有GDI对象泄露的，但登录公司内部的内网测试平台就有GDI对象泄露。这两个平台有啥差别，导致同一个版本的客户端软件登录后有不同的表现呢？
于是结合修改的代码，12月14日修改的代码是关于某类业务服务器断链后的重连代码，12月14日之前的重连代码都是有问题的。难道是两个平台上某个业务服务器的连通状态是不一样的？于是用客户端分别登录这两个平台，查看日志，看看两个平台的所有业务服务器的连接状态。果然是有差异的，公网平台上的所有业务服务器都是能正常连接的，但内网测试平台上某个业务服务器一直是连不上的，一直在不断重连（业务服务器连不上时会自动去重连）。
于是查看触发重连时的整个流程的所有代码，然后果然找到了问题，重连的流程中会去调用一个接口去自动生成一张图片，调用CreateCompatibleBitmap API函数去创建一个Bitmap位图对象，但这个Bitmap位图对象在使用完后，没有调用DeleteObject将Bitmap对象释放掉，所以导致了GDI对象泄露。问题代码片如下：
HDC hdc = ::GetDC( NULL );
HDC memDC = ::CreateCompatibleDC( hdc );
HBITMAP hBitmap, hOldBitmap;
// 调用CreateCompatibleBitmap创建一个与设备描述表兼容的位图（问题就出在这个）
hBitmap = ::CreateCompatibleBitmap( hdc, nWidth, nHeight );
hOldBitmap = (HBITMAP)SelectObject( memDC, hBitmap );
::SetBkColor( memDC, WHITE_BRUSH ); // 区域刷白
// 设置字体
// 字体创建
LOGFONT lf;
u32 dwXDpi = GetDeviceCaps( hdc, LOGPIXELSX ); // 得到当前显示设备的水平单位英寸像素数;
if ( dwXDpi != 0)
nPointSize = static_cast<u32>( nPointSize * 96.0 / dwXDpi );
memset( &lf, 0, sizeof(LOGFONT) );
lf.lfHeight = -MulDiv ( nPointSize, GetDeviceCaps ( hdc, LOGPIXELSY ), 72 );
lf.lfWidth = lf.lfHeight/2;
lf.lfOutPrecision = OUT_STRING_PRECIS;
lf.lfQuality = CLEARTYPE_QUALITY;
lf.lfWeight = FW_NORMAL;
_tcscpy( lf.lfFaceName, _T("微软雅黑") );
HFONT hFont = ::CreateFontIndirect( &lf );
::SetBkMode(memDC, TRANSPARENT);
::SetTextColor( memDC, RGB( 213, 242, 253 ) );
HFONT hOldFont = (HFONT)::SelectObject( memDC, hFont );
RECT rcDest;
rcDest.left = 0;
rcDest.top = 0;
rcDest.right = nWidth;
rcDest.bottom = nHeight;
if ( emLogoPos == emTopLeft_Api || emLogoPos == emBottomLeft_Api )
::DrawText( memDC, strName, strName.GetLength(), &rcDest, DT_LEFT | DT_SINGLELINE );
else
::DrawText( memDC, strName, strName.GetLength(), &rcDest, DT_RIGHT | DT_SINGLELINE );
//::BitBlt( hdc, 0,0,nWidth,nHeight, memDC,0,0, SRCCOPY );
CUIString strFile = GetSelfFilePath()+ LOGO_BMP_FILE;
SaveBitmapToBmpFile( hBitmap, strFile, LOGO_DPI_32 );
::SelectObject( memDC, hOldFont );
::SelectObject( memDC, hOldBitmap );
if ( hFont != NULL )
::DeleteObject( hFont );
if ( NULL != memDC )
::DeleteDC( memDC );
::ReleaseDC( NULL, hdc );代码结尾处释放了Font字体对象和DC对象，但忘记释放Bitmap对象。在代码片的结尾处应该调用DeleteObject将之前创建的Bitmap对象释放掉，即：
if ( hBitmap != NULL )
::DeleteObject( hBitmap );
修改后的代码块如下：
因为测试平台上某个业务服务器始终有问题，客户端连接不上，一直在不断的重连，所以这段包含GDI对象泄露的代码在持续不断的执行，这样在长时间的拷机运行之后，导致程序的GDI对象总数达到了9999个。至此终于找到产生GDI对象泄露的源头，修改代码后编译版本再安装运行，就不再有内存泄露了。
这个地方也说明一个问题，GDIView在Win10系统中运行，显示的各类型的GDI对象的数目是不准确的。本问题中，是Bitmap对象有泄露，Bitmap对象应该有好几千个才对，结果GDIView中显示的Bitmap对象只有1000多个，这个显示不准确的问题下次要注意了。其实，一开始看到Bitmap对象有1000多个，就应该觉察到Bitmap对象有问题了，一般情况下不可能有这么多的！
此外，之前也写过一篇使用GDIView排查GDI对象泄漏的案例，感兴趣的话可以查看对应的文章：
使用GDIView工具排查GDI对象泄漏问题https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/125399896
7、事后的思考
这段生成图片的代码是十多年前写的，出自于一个刚毕业的应届生之手，应该是因为经验不足，写出的代码不规范，在使用完创建的GDI对象之后应及时地将对象释放掉。我们平时一再地强调，写代码一定要规范，要尽量考虑的全面一些，否则可能会埋下一些或大或小的隐患。
此外，这段GDI对象泄露的代码掩藏的比较深，在业务服务器都能正常连接的平台上（比如给客户使用的商用平台）不会触发GDI泄露。公司内部的测试平台正好这段时间业务服务器有问题，触发了客户端软件的重连流程，才将这个内存泄露的问题暴露出来。
在公司内部测试基本没问题的软件，拿到客户的机器上，拿到各式各样的运行环境中，可能会出现这样那样的问题，比如复杂组网环境中的网络连通问题、软件运行异常等。公司内部的测试及运行环境毕竟是有限的，很多潜在的问题可能很难暴露出来。
8、最后
该问题实例中的问题可能并不是很难，但整个问题的排查方法和思路，以及不同场景下的不同表现现象的启示，都很有参考价值。所以本文详细记录了整个问题的排查过程，以供大家借鉴或参考。
以上是关于GDI对象泄漏导致程序UI界面绘制异常的问题排查的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章