如何耗尽内存？

Question

可能看起来有些傻，但我现在有点困惑。为什么这个程序不会消耗所有的内存呢？ 例如：我在Linux终端上运行以下程序（内存为2G）：

  #include <iostream>
  #include <cmath>
  using namespace std;

  int main()
  {
     cout<<sizeof(int*)<<endl;
     for(int i=0; i<pow(2.0,30.0);i++)
       {
         new int(i);
       }
    return 1;
  }

1) 我确认了这台机器的int大小为4个字节，那么对于2GB内存，它只能容纳2^30/2^2=2^28。

2) 按照上述逻辑，你如何更改程序以实际使用全部2GB内存？

补充：我只是想确保我理论上理解得正确。如果没有虚拟内存或操作系统优化等等，2GB RAM只能容纳2^28个int，对吗？在这种情况下，上面的程序将消耗所有内存？你知道如何在Linux中关闭虚拟内存/交换内存等功能吗？

谢谢！

- WilliamLou

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你真正想要做什么呢？如果您想测试代码在低内存情况下的工作情况，那么您应该编译新版本的new/delete，以便在测试期间适当的时间抛出异常。 - Martin York

Answer 1

由于虚拟寻址技术，您可以分配比实际RAM更多的内存。操作系统将自动将您未使用的内存（到硬盘）换出。这样，您的RAM就像硬盘交换文件的大缓存，代表了您系统的实际内存。

您的实际限制是指针的地址空间，除非您编译并在64位平台上运行，否则为32位。因此，您可以分配4GB的空间。

- Nicol Bolas

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64位机器现在相对普遍。那么理论上它可以消耗多少内存？ - Martin York

现在大多数Linux发行版不是默认启用PAE吗？ - Martin Beckett

今天的x86-64实现（CPU）只允许指针使用48位（即使它们的大小为64位；另外的24位目前被浪费了）。因此，这是2^48，或256 TB。这足够用一段时间了。 - Nicol Bolas

@Martin Beckett：PAE 只影响操作系统可以访问的内容；32 位应用程序仍然受限于 32 位虚拟地址空间。操作系统可以访问 36 位，这使得 32 位操作系统可以使用 64GB 的实际 RAM。 - Nicol Bolas

Answer 2

你的计算似乎存在问题。

2²⁰ = 1,048,576
2¹¹ = 2,048

为了分配十亿个整数，可以尝试使用 2³⁰。请注意，你的 vector<int*> 将占用大量空间（至少和你分配的整数一样多）。如果只是想简单地耗尽内存，根本不需要它。你可以调用 new int(i) 并丢弃返回的指针，内存仍然会被分配。

另外，请记住你的机器可能有超过安装的 2 GB 物理 RAM 的虚拟内存。

- Greg Hewgill

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可以肯定，2^30等等都能够运行。我想知道基于机器的RAM大小的确切数字，这可能吗？ - WilliamLou

你改变了问题，这使得我的回答有些不太有用。然而，你似乎仍然认为2 GB = 2^11，这显然是错误的，相差几个数量级。 - Greg Hewgill

Answer 3

你的程序在使用内存时没有做任何有用的事情。因此优化器可以将其优化为：

  #include <iostream>

  int main()
  {
     std::cout<<sizeof(int*)<<endl;
     for(int i=0; i<(1<<10);i++)
       {
         // nothing
       }
    return 1;
  }

- MSalters

Answer 4

2GB 相当于两亿字节。这意味着你的 RAM 可以容纳大约五亿个 int 指针。现在，你的系统还有一个交换文件用于存储，它可能与你的 RAM 一样大或更大。

2 ^ 20 约为一百万。因此，虽然你的程序会占用一些内存，但并不会全部使用。只需将 pow() 调用增加到极大的数字，它就能正常运行。祝玩得开心！

另外：没有保证 sizeof(int) == sizeof(int*)，尽管对于许多系统来说是正确的。

- jforberg

Answer 5

有一些有关于内存使用的误解。

1. 2GB内存机器并不意味着你只能使用2GB内存。 (1)我们有交换空间 ; (2)Linux会进行过度承诺。

2. new int并不只占用4个字节。 这里有内存开销。

3. 你不能使用全部内存。 内存碎片化、.text节等等都会占用内存空间。

- J-16 SDiZ

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关于第一点：单个进程只能使用2GB。交换空间仅在考虑（a）多个进程或（b）内存小于（2GB +操作系统开销）的机器时才相关。 - RobH

@RobH，在x86上，Linux多年来一直有3：1（用户模式下3GB虚拟空间，内核模式下1GB虚拟空间）。当然，在64位机器上可以拥有更多。而单个处理器并不意味着您可以使用所有内存（+操作系统开销），因为一些内存可能被其他进程“mlock”住。 - J-16 SDiZ

我误读了问题，以为机器有2:2的分裂。哎呀！ - RobH