Xcodeの静的解析ツールに、メモリリークの可能性を指摘されたが釈然としない

経緯

本当はパフォーマンス測定ツールを使って、プログラムが想定外に重い処理を行っていないか、確認したかった。 とりあえず、「Analyze」を起動したら、「Potential memory leak」と言われてビクビク検証している。

プログラム

分散処理インフラのpicojsonを使っている部分が指摘された。問題を切り分けるため、同様の処理を以下のように切り出した。Analyzeでは同様の警告がでることを確認済み。

#include <string>
#include "picojson.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
  std::vector<uint8_t> js_buf;
  std::string js("{}");
  js_buf.resize(js.size());
  memcpy(js_buf.data(), js.c_str(), js.size());

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    picojson::value v;
    std::string err;
    picojson::parse(v, js_buf.begin(), js_buf.end(), &err);
    if (!err.empty()) {
      std::cout << err << std::endl;
      return 0;
    }
  }
  return 0;
}

指摘内容

かなり細かく指摘される。画像のように、どのメソッドの、どの条件が〜という内容まででる。

メモリリークするのか？

コピーコンストラクタで確保した領域が、開放されない可能性がある？と言いたげだが、デストラクタで開放されている。コピーオペレータでswapを使っているが問題ないように読める。試しにvalgrindを使い、動的に検証するも、やはりリークは起きなかった。 プリプロセッサの展開がうまく解析できない(ような初歩的なことは無いと思いつつ)のかと思い、一応手動で展開したものの、状況は変わらず。 コンストラクタでnewを呼び出すと、メモリ確保の失敗時にstd::bad_alloc例外が発生して、その場合デストラクタが実行されず、リークの原因になりうる。しかし、今回に限ればnewは1度しか呼ばれないため、例外が発生してデストラクタが呼ばれなくとも、そもそも確保に失敗しているためリークは発生しない…はず。 picojsonのデータはunionで格納されており、途中で中の型を記録しているtype_変数を書き換えた場合、正常なdeleteが呼ばれず、メモリリークする可能性があるので、それを指摘したかったのか？と思い、以下のコードをAnalyzerにかけるも何も言われない。解せぬ…。

#include <memory>
#include <string>
#include "picojson.h"

class A {
 public:
  union U {
    int* i;
    char* c;
  };
  bool is_int;
  U u;

  A(bool is_int_) : is_int(is_int_) {
    if (is_int) {
      u.i = new int;
    } else {
      u.c = new char;
    }
  }

  virtual ~A() {
    if (is_int) {
      delete u.i;
    } else {
      delete u.c;
    }
  }
};

int main(int argc, char* argv[]) {
  A a(true);
  bool t = a.is_str;
  a.is_str = true;
  a.is_str = t;

  return 0;
}

もう一度見直す

そもそも、コピーコンストラクタやコピーオペレータ単体で使って再現する様なものではないらしい。試しに以下のコードでは警告が出ない。

#include <iostream>
#include <string>
#include "picojson.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
  picojson::value v1;
  picojson::value v2(v1);
  v1 = v2;

  std::cout << v1.serialize() << std::endl;
  std::cout << v2.serialize() << std::endl;

  return 0;
}

実はパース処理の別の場所かもしれないと考え、玉ねぎの皮むきのごとく、１枚１枚関数を剥いて行こうとし、偶然以下のようにしたら警告が出なかった。差分は変数vとerrがforの中にあるか、外にあるかだけ。どちらもスタック変数であり、parse関数からすれば、状態は変わらないはず。forの中に変数がある場合、スコープが１ループごとに作る→開放されるので、vとerrのコンストラクタ、デストラクタの呼ばれる回数などは違うが、それによりメモリリークの有無が変化するとは考えにくい。釈然としないまま保留。どなたかご存知でしたら教えてください。(パフォーマンスの確認をしないとだし)

#include <string>
#include "picojson.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
  std::vector<uint8_t> js_buf;
  std::string js("{}");
  js_buf.resize(js.size());
  memcpy(js_buf.data(), js.c_str(), js.size());

  picojson::value v;
  std::string err;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    picojson::parse(v, js_buf.begin(), js_buf.end(), &err);
    if (!err.empty()) {
      std::cout << err << std::endl;
      return 0;
    }
  }
  return 0;
}