C语言中的malloc()函数和内存使用

Question

C语言中的malloc()函数和内存使用

cmemorymemory-leaksmemory-managementmalloc

4

我正在尝试使用malloc进行实验，以查看是否可以分配所有可用的内存。

我使用了以下简单的程序，并有一些问题：

int main(void)
{
    char * ptr;
    int x = 100;

    while(1)
    {
        ptr = (char *) malloc(x++ * sizeof(char) / 2);
        printf("%p\n",ptr);
    }

    return 0;
}

1) 为什么使用更大的数据类型（int、unsigned long long int、long double）时，进程会使用更少的内存，而使用更小的数据类型（int、char）时，它会使用更多的内存？

2) 运行程序时，当达到一定数量的内存（在 Windows 7 64 位上约为 592mb，具有 8GB RAM 交换文件设置为系统管理）。如果打印输出显示为 0，这意味着 NULL。为什么在达到此阈值后停止分配内存，而不是耗尽系统内存和交换空间？

我发现以下帖子中有人尝试与我做同样的事情，但他们没有看到内存使用方面的任何差异，而我看到了。 Memory Leak Using malloc fails

我已在 Linux 内核 2.6.32-5-686 上尝试了代码，并获得了类似的结果。

感谢您的帮助和解释。

谢谢，

- maxmouse

在别人说之前，我想说一句话，不要强制转换malloc的返回值。噢噢噢！！ - user681007

本地堆和系统堆是有区别的。在Windows中，应用程序无法获得很大的本地堆，因此malloc会更快地耗尽内存。使用VirtualAlloc()从系统堆中进行分配。那么问题可能变成小分配的句柄/页面不足而非实际内存不足。 - BitBank

为什么不呢？你有什么建议吗？ - bang

不要将 malloc 的返回值强制转换。这样做充其量是多余的...而且，就像在您的情况下一样，可能会隐藏编译器可以在没有强制转换的情况下捕获的错误。 - pmg

@bang和ricola86：如果您需要转换malloc的返回值，那么您并不是在编译C，而是在编译C++。如果您正在编译C ++，为什么要使用malloc，而不是应该使用new？这就是原因。 - Zan Lynx

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4个回答

1

你是如何读取内存使用情况的？

1）当使用char进行分配时，每次分配的内存比例如long（通常为四分之一，但这取决于机器）少。由于大多数程序外部的内存使用工具不显示已分配的内存，而实际上显示的是已使用的内存，因此它只会显示malloc()本身使用的开销，而不是您malloc的未使用内存。

更多的分配，意味着更多的开销。

如果您为每个分配填充malloc的块以使内存实际被使用，则应该得到非常不同的结果。

2）我假设您是从同一个工具中读取的？尝试计算您实际分配了多少字节，它应该显示正确的数量，而不仅仅是“malloc开销”。

- Joachim Isaksson

我在Windows中使用任务管理器查看内存使用情况。你的解释很有道理。当我向malloc分配的块填充数据时，程序几乎立即崩溃。 - maxmouse

1

1) 当你分配内存时，每个分配都需要请求的内存空间加上堆栈帧的大小。请参见相关问题这里。

2) 在Windows中，任何单个malloc的大小都受到_HEAP_MAXREQ的限制。有关更多信息和一些解决方法，请参见此问题。

- SmacL

-1

1) 这可能是因为内存是分页的，每个页面的大小相同。如果你的数据无法放入一页中，而是落在两个页面之间，我认为它将被移动到下一页的开头，从而在前一页末尾创建空间损失。

2) 阈值较小，因为我认为每个程序都受限于一定数量的数据，而不是您拥有的总最大内存。

- Eregrith

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- iabdalkader · Accepted Answer

1)通常情况下，内存是按页的倍数分配的，因此如果您请求的大小小于一页，则malloc将至少分配一页。

2)这是有道理的，因为在多任务系统中，您不是唯一的用户，您的进程也不是唯一运行的进程，还有许多其他进程共享有限的资源，包括内存。如果操作系统允许一个进程无限制地分配所需的所有内存，那么它就不是一个好的操作系统，对吧？

最后，在Linux中，内核直到您实际开始使用此内存之前才会分配任何物理内存页，因此仅调用malloc并不会实际消耗任何物理内存，当然除了需要跟踪分配本身所需的内存之外。但我不确定Windows是否也是这样。

编辑：以下示例分配1GB虚拟内存。

#include <stdio.h>
int main(int agrc, char **argv)
{
    void *p = malloc(1024*1024*1024);
    getc(stdin);
}

如果您运行 top 命令，您将获得以下内容：

top -p `pgrep test`
PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
20   0 1027m  328  252 S    0  0.0   0:00.00 test

如果你将malloc更改为calloc，并再次运行top，你会得到：

top -p `pgrep test`
PR   NI VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+ COMMAND              
20   0  1027m 1.0g 328 S    0  1.3   0:00.08 test