现代64位系统上，什么原因会导致内存分配失败？

Question

假设进程中有足够的虚拟内存地址。

考虑到 64 位系统几乎具有无限的虚拟地址，如果操作系统内存池中仍有可用的物理内存空间，我们可以假设内存分配不会失败吗？

- user0002128

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您可能想了解内存碎片化。即使虚拟地址空间非常大，可用的内存仍然受限于物理RAM和交换空间的总量，这可能比您想象的要少。 - Some programmer dude

不同的操作系统对于应用程序可使用的内存量有不同的限制，这些限制可以由系统进行设置。如果一个应用程序只编译为32位架构，那么可能会出现应用程序或库失败的情况。内存碎片化和四舍五入可能会导致内存浪费，但通常不会在正常使用情况下导致内存分配失败（例如malloc N直到内存几乎满了，释放每个第二个块，malloc 2N可能会失败，但实际上已经使用了整体内存的相当大一部分）。 - Tony Delroy

“几乎无限的虚拟地址”？人们曾经这样说过1MB系统。 :-) - chux - Reinstate Monica

Answer 1

这要看情况。你可以通过限制进程使用资源（例如在Linux上使用setrlimit(2)），有很多好处，比如避免错误程序占用所有资源，留出一些资源给其他更重要的进程。

因此，一个表现良好的程序应该始终测试内存分配（例如malloc(3)或operator new，它们通常基于较低级别的系统调用，如mmap(2)...）。当然，资源并不是无限的（最多是物理RAM + 交换空间）。

通常，在内存耗尽时，唯一需要做的就是用友好的消息中止程序（能够被系统管理员理解）。做更复杂的事情要困难得多，但是可能是必需的（在服务器程序中是必须的，因为您希望继续服务其他请求...）。

因此，你应该用C语言编写：

 void* p = malloc(somesize);
 if (!p) { perror("malloc"); exit(EXIT_FAILURE); };

你可以使用_exit或abort，如果你担心通过atexit(3)注册的终止器会执行malloc...但我不会管它。

通常，执行上述操作的例程因历史原因被称为xmalloc。

在C++中，operator new可能会通过抛出一个std::bad_alloc异常（或者如果你使用new(std::nothrow)，则会给出nullptr，详见std::nothrow）。

了解有关Linux上内存超额配置，虚拟内存以及如Joachim Pileborg所评论的内存碎片化的更多信息。阅读垃圾回收的相关内容。

- Basile Starynkevitch