为什么分配的内存比预期的多？

Question

我在尝试使用BenchmarkDotNet及其MemoryDiagnoser功能。

考虑以下基准测试：

[Benchmark]
public void Dummy()
{
   var buffer = new byte[1];
}

我期望它只会分配1个字节。

但是基准测试结果显示总共分配了32个字节。为什么呢？我觉得这很具有误导性。

| Method |     Mean |     Error |    StdDev |   Median | Ratio | Rank |  Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Allocated |
|------- |---------:|----------:|----------:|---------:|------:|-----:|-------:|------:|------:|----------:|
|  Dummy | 4.486 ns | 0.1762 ns | 0.5196 ns | 4.650 ns |  1.00 |    1 | 0.0038 |     - |     - |      32 B |

                                                                                      why not 1 byte? ^^^^

- silkfire

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可能是由于内存对齐的原因？这可能会加快进程。 - Jeroen van Langen

数组还包括一些元数据，比如它们的大小，以确保您不会索引到随机内存。 - juharr

@JeroenvanLangen，您能否更详细地解释一下内存对齐和优化的问题？ - silkfire

@silkfire LMGTFY：这是一份关于C++的文档，但同样适用于任何其他编程语言：对齐。 - Jeroen van Langen

Answer 1

我是MemoryDiagnoser的作者，我在我的博客中描述了如何读取结果：https://adamsitnik.com/the-new-Memory-Diagnoser/#how-to-read-the-results

CLR进行了一些对齐。如果您尝试分配新的byte[1]数组，它将分配byte[8]数组。

我们需要额外的空间用于对象头、方法表指针和数组的长度。开销为3x Pointer Size。32位系统下，8 + 3x4 = 20；64位系统下，8 + 3x8 = 32。

- Adam Sitnik

Answer 2

你没有分配一个字节，而是分配了一个字节数组。数组是引用类型，所有引用类型实例都带有一些开销。因此，任何数组的总大小都比元素的大小大。Adam的答案详细解释了这些细节。

- Brian Rasmussen

Answer 3

我怀疑你正在使用“/platform:x64”。一个字节数组会占用“24字节 + 长度”的空间，因为它的每个元素都是字节。此外，在x64上，所有大小都会向最近的8字节舍入。

以下是如何测量大小的方法。

private void TestMemory(){
    long before = GC.GetTotalMemory(true);
    // Allocation code
    long after = GC.GetTotalMemory(true);
    double diff = after – before;
    Console.WriteLine(“Per object: “ + diff / size);
    // Stop the GC from messing up our measurements
    GC.KeepAlive(array);
}

关于你的问题，为什么？正如评论中所提到的，这是高级语言的实现细节。

※由于内存对齐的原因← 如我所答复提及。

※此外，数组包括一些元数据，例如它们的大小，以确保你不会超出随机内存的索引。← 这可能与第一个星号有关。

- Hasan Emrah Süngü