如何释放由 WebAssembly 暴露的 Rust 代码分配的内存？

Question

我有一个用Rust和wasm-bindgen编写的Web应用程序需要存储状态。状态是这样存储的:

lazy_static! {
    static ref ID_TO_DATA: Mutex<HashMap<u32, Data>> = Mutex::new(HashMap::new());
}

pub struct Data {
    pub coder_id: u16,
    pub bools: Vec<bool>,
    pub ints: Vec<i32>,
    pub strings: Vec<String>,
}

我尝试了以下方法来删除数据并释放内存，HashMap中的数据已被删除，且未报告任何错误：

#[wasm_bindgen]
pub fn remove_data(id: u32) {
    match ID_TO_DATA.lock().unwrap().remove(&id) {
        Some(data) => {
            std::mem::drop(data);
        }
        None => {}
    }
}

然而，浏览器选项卡使用的内存从不下降（使用Chrome 67）。我使用了Windows任务管理器并观察到相关进程/选项卡的内存增长近2GB，然后在我的程序删除所有条目后等待了一分钟，内存仍然接近2GB。我还尝试了以下操作，但收到了此错误：RuntimeError：memory access out of bounds。

#[wasm_bindgen]
pub fn remove_data(id: u32) {
    match ID_TO_DATA.lock().unwrap().remove(&id) {
        Some(mut data) => {
            unsafe {
                std::ptr::drop_in_place(&mut data);
            }
        }
        None => {}
    }
}

我该如何成功释放这段内存？

- Adam R

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你能展示一下你如何测量浏览器中的内存使用情况吗？你可能还想了解std::mem::drop是如何实现的，以避免误用。 - E net4

正如 E_net4 所暗示的那样，您的 remove_data 方法可以编写为 ID_TO_DATA.lock().unwrap().remove(&id);。没有调用 drop，也没有 match。 - Shepmaster

通常情况下（不仅限于 Rust），释放的内存不会返回给操作系统，而是返回给程序的分配器。例如请参见 Python memory releasing very slowly, Linux Allocator Does Not Release Small Chunks of Memory，和 In Perl, how can I release memory to the operating system?。 - trent

感谢@trentcl，我想再试几次添加/删除数据的多个周期，虽然浏览器内存从未显着下降，但它不会继续增长，所以我只能假设WebAssembly正在重用内存。这对我的需求已经足够了。 - Adam R

Answer 1

WebAssembly没有提供任何释放内存的指令, 只能增加分配的大小。实际上，这意味着您的WebAssembly应用程序的峰值内存使用量也是永久性内存使用量。

对于给定的问题，可能可以调整算法以减少峰值内存量。

我没有测试这个的知识或能力，但一个创新的想法是尝试拥有多个彼此不同的WebAssembly运行时。您可以在其中一个中占用大量内存来计算相对较小的结果，将该结果序列化到WASM运行时之外，然后丢弃它并启动一个新的运行时。这只有在某些特定的问题领域中才有用。

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在未来，内存调整可能会重新添加到WebAssembly中。在MVP发布之前，它被明确地删除了:

“在MVP之后，我们将转向不能够进行polyfill的事物，并且在那个时候添加内存调整更有意义。” 从MVP中删除内存调整（294） 只允许内存增长在MVP中（389） 感谢alexcrichton和steveklabnik在Rust Discord中回答这个问题。

- Shepmaster