Matter项目中的chip-tool工具PAF功能内存泄漏问题分析

问题概述

在Matter智能家居开源项目中，chip-tool工具作为调试和测试的重要组件，被发现存在内存泄漏问题。具体表现为当使用WiFi PAF（Passive-Active Framework）功能进行设备配对时，系统会报告内存泄漏错误。这个问题在Raspberry Pi Linux平台上通过Address Sanitizer（asan）工具检测出来。

技术背景

PAF是Matter项目中用于设备发现和配对的机制，它通过DBus接口与wpa_supplicant进行交互。在实现过程中，chip-tool会注册信号处理器来监听特定事件，如发现结果(nandiscovery-result)和接收数据(nanreceive)。这些信号处理器通过glib库的g_signal_connect函数进行注册。

问题现象

当运行chip-tool进行PAF配对时，系统会报告两处内存泄漏：

1. 378字节的内存泄漏，分布在21个对象中
2. 360字节的内存泄漏，分布在20个对象中

从调用栈分析，这些内存分配发生在ConnectivityManagerImpl.cpp文件的信号处理器注册过程中。同时，日志中还会频繁出现"WiFi-PAF: DiscoveryResult, reentrance"的警告信息。

根本原因

经过分析，内存泄漏的主要原因是：

1. 在ConnectivityManagerImpl.cpp中注册的DBus信号处理器没有在适当的时候被释放
2. 当mWpaSupplicant.iface接口被使用时，通过g_signal_connect注册的回调函数及其相关资源没有被正确清理

具体来说，问题出现在以下代码段：

g_signal_connect(mWpaSupplicant.iface, "nandiscovery-result",
                 G_CALLBACK(+[](WpaSupplicant1Interface * proxy, GVariant * obj, ConnectivityManagerImpl * self) {
                     return self->OnDiscoveryResult(obj);
                 }),
                 this);

g_signal_connect(mWpaSupplicant.iface, "nanreceive",
                 G_CALLBACK(+[](WpaSupplicant1Interface * proxy, GVariant * obj, ConnectivityManagerImpl * self) {
                     return self->OnNanReceive(obj);
                 }),
                 this);

解决方案

要解决这个问题，需要在适当的时候调用g_signal_handler_disconnect来断开信号连接并释放相关资源。具体措施包括：

1. 在ConnectivityManagerImpl类中添加成员变量来保存信号处理器ID
2. 在类析构函数或适当的清理函数中调用g_signal_handler_disconnect
3. 确保在接口不再使用时清理所有相关资源

影响评估

这个内存泄漏问题虽然不会立即导致功能失效，但长期运行可能会导致：

1. 内存资源逐渐耗尽
2. 系统性能下降
3. 在资源受限的设备上可能引发更严重的问题

最佳实践建议

对于类似DBus接口和信号处理器的使用，建议：

1. 遵循RAII原则，在构造函数中注册信号处理器，在析构函数中释放
2. 使用智能指针管理相关资源
3. 在代码中添加资源清理的日志，便于调试
4. 在单元测试中加入内存泄漏检测

总结

内存管理是C++项目中的常见挑战，特别是在涉及跨进程通信和回调机制时。Matter项目中的这个案例提醒我们，在使用glib和DBus等框架时，需要特别注意资源生命周期管理。通过合理的资源释放机制和严格的代码审查，可以有效避免类似问题的发生。