如何说服内存管理器释放未使用的内存

Question

在最近的一篇文章中（我的程序为什么从不释放内存？），我展示了使用FastMM时，应用程序不会将大量内存释放回系统。最近，我创建了一个人工测试程序，以确保这个问题不是内存问题，并且只出现在FastMM中。

在这个程序中，我创建并销毁一个对象（与之前的帖子中使用的对象相同）500次。 内存要求为（“私有工作集”）： 没有使用FastMM
循环运行之前：1.2MB
循环运行之后：2.1MB

使用FastMM（调试模式）
循环运行之前：2.1MB
循环运行之后：25MB

使用FastMM（发布模式）
循环运行之前：1.8MB
循环运行之后：3MB

如果我多次运行循环，内存需求不会增加。这意味着未释放的内存被重新使用，因此这不是内存泄漏（内存泄漏会在每次运行时增加几KB / MB的内存占用）。

我的问题是：

如何在FastMM中禁用此行为？是否可能？我知道，如果我使用FastMM Release Mode或不使用FastMM发布程序，它将“浪费”适度的RAM。但是，按需禁用此行为将帮助我（我们？）识别内存泄漏。实际上，在我的第一篇文章中（请参见链接），许多人建议我有一个泄漏。显然，这种行为引起了混乱。不，很明显没有泄漏。只是内存管理器拒绝释放大量内存。

它会释放额外的内存吗？什么时候？什么触发器？程序员可以触发它吗？例如，当我知道我完成了一个RAM密集型任务并且用户可能一段时间内不使用程序（最小化它）时，我可以将RAM刷新回系统吗？当用户打开我的程序的多个实例时会发生什么？他们不会争夺RAM吗？

- Gabriel Moraru

Answer 1

您不应该把它看作是“浪费”RAM，而应该将其视为“缓存”未使用的RAM。内存管理器保留未使用的内存而不是将其释放回给操作系统，这是有原因的，实际上在您的问题中就涉及到了这个原因。

您说自己在循环中不断重新运行相同的操作。当您这样做时，仍然可以使用旧的内存并立即进行分配，而不必请求Windows获取新的堆块。这是将“Fast”放入“FastMM”的技巧之一，如果没有这样做，您会发现程序运行得更慢。

您不需要担心FastMM调试模式的数字。那只用于调试，而您不会发布针对FullDebugMode编译的程序。而“无FastMM”和“有FastMM Release Mode”之间的差异大约为1 MB，在现代硬件上可以忽略不计。以仅增加1 MB的低成本，您将获得巨大的性能提升。所以不要担心。

- Mason Wheeler

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嗨，梅森。"...保留未使用的内存而不将其释放回操作系统是有原因的"——天哪！我并不否认缓存的好处！！！我知道缓存很好！但是我希望能够对其进行一些控制——至少是为了调试目的。知道你的应用程序需要确切的内存量不是很好吗？ :) - Gabriel

仅需额外的1MB成本，您就可以获得巨大的性能提升。这个数字是当我一次创建/销毁一个对象（500次）时“浪费”的RAM量。但是如果我加载500个对象然后释放它们，FastMM未释放的RAM数量非常惊人！Borland的内存管理器会立即返回大部分RAM！拥有1GB RAM EEEPC和Windows 7的用户, 即使第一个实例处于空闲状态而没有释放内存，也将无法启动我的程序的第二个实例。 - Gabriel

Answer 2

FastMM之所以快速，部分原因是它会分配一个大内存块并从中切割出更小、统一大小的块。如果该块的任何部分正在使用中，则无法将其释放回操作系统。

您可以选择使用不同的内存管理器。其中一种方法是直接将所有分配路由到VirtualAlloc。分配将被舍入为整个页面，因此如果您有大量小分配，则程序可能会受到影响，但是当您调用VirtualFree时，您可以确信该内存绝对不再属于您的程序。

另一种选择是将所有内容路由到操作系统堆中。使用HeapAlloc。您甚至可以为程序启用低碎片堆（自Windows Vista以来默认开启），这将使操作系统采用类似于FastMM使用的策略，但它将允许您使用Microsoft的某些调试和分析工具来跟踪程序随时间的内存使用情况。请注意，虽然在调用HeapFree之后，某些指标仍可能显示该内存属于您的程序。

此外，工作集是指当前在物理RAM中的内存。您观察到数字增加并不意味着您的程序已经分配了更多的内存。它只是表示您的程序触及了先前分配但尚未放入RAM中的一些内存。在循环期间，您触及了该内存，而操作系统尚未决定将其换出磁盘。

- Rob Kennedy

Answer 3

我使用以下内存管理器。我这样做是因为它在线程争用下的表现比FastMM要好得多，而FastMM实际上相当差。我知道像Hoard这样可扩展的管理器会更好，但对于我的需求来说，这个已经足够好了。

unit msvcrtMM;

interface

implementation

type
  size_t = Cardinal;

const
  msvcrtDLL = 'msvcrt.dll';

function malloc(Size: size_t): Pointer; cdecl; external msvcrtDLL;
function realloc(P: Pointer; Size: size_t): Pointer; cdecl; external msvcrtDLL;
procedure free(P: Pointer); cdecl; external msvcrtDLL;

function GetMem(Size: Integer): Pointer;
begin
  Result := malloc(size);
end;

function FreeMem(P: Pointer): Integer;
begin
  free(P);
  Result := 0;
end;

function ReallocMem(P: Pointer; Size: Integer): Pointer;
begin
  Result := realloc(P, Size);
end;

function AllocMem(Size: Cardinal): Pointer;
begin
  Result := GetMem(Size);
  if Assigned(Result) then begin
    FillChar(Result^, Size, 0);
  end;
end;

function RegisterUnregisterExpectedMemoryLeak(P: Pointer): Boolean;
begin
  Result := False;
end;

const
  MemoryManager: TMemoryManagerEx = (
    GetMem: GetMem;
    FreeMem: FreeMem;
    ReallocMem: ReallocMem;
    AllocMem: AllocMem;
    RegisterExpectedMemoryLeak: RegisterUnregisterExpectedMemoryLeak;
    UnregisterExpectedMemoryLeak: RegisterUnregisterExpectedMemoryLeak
  );

initialization
  SetMemoryManager(MemoryManager);

end.

这并不是对你问题的回答，但是内容太长无法放入评论中，你可能会发现对于这个MM运行你的应用程序很有趣。我猜想它将像FastMM一样执行。

- David Heffernan

Answer 4

已解决

正如Barry Kelly所建议的那样，FastaMM会自动释放内存。 为了确认这一点，我创建了第二个程序来分配大量RAM。当Windows用尽RAM时，我的程序内存利用率恢复到原始值。

问题已解决。 谢谢Barry。

- Gabriel