诊断Mac OS X上的堆碎片

Diagnosing heap fragmentation on Mac OS X?

本文关键字：碎片 Mac OS 诊断      更新时间：2023-10-16

我正在编写的Core Foundation应用程序消耗的内存（根据活动监视器中的"Real Mem"计数）似乎比我实际分配的内存多得多。

我已经通过Instruments中的Live Bytes allocations视图确认了我的实际分配是我预期的（约10MB），但Activity Monitor中的"Real Mem"计数显示>60MB，并且明显在增长。我也确认没有泄漏，也使用仪器。

我的应用程序保留了一个由不同大小的缓冲区组成的大队列，并在添加/删除队列项目时不断释放（）和malloc（）缓冲区。

读过一些关于堆碎片化的文章后，这似乎是对正在发生的事情的一个可能的解释。所以我的问题如下：

  1. 有什么方法可以在OS X上确认这一点吗？例如，可以获得堆的可视化表示
  2. OS X是否像Windows一样有可选的低碎片堆管理器

对于任何想要复制这个问题的人来说，下面的示例代码很好地显示了相同的症状：

#define MAX_SIZE (10*1024*1024)
int main (int argc, const char * argv[])
{
size_t actual_alloc=0;
size_t max_alloc=0;
char *bigbuf=NULL;
size_t bigsize=0;
for  (long x=0; x<10000000; x++)
{
    if (bigbuf!=NULL)
    {
        actual_alloc -= bigsize;
        free(bigbuf);
    }
    bigsize = rand() % MAX_SIZE; // alloc random amount up to MAX_SIZE
    bigbuf = (char*)malloc(bigsize);
    memset(bigbuf, 'x', bigsize);
    actual_alloc += bigsize;
    if (actual_alloc > max_alloc)
        max_alloc = actual_alloc;
    if (x%100==0)
    {
        printf("alloc = %u t max = %un", 
             (unsigned long)actual_alloc, (unsigned long)max_alloc);
        // max_alloc tends towards 10MB, 
        //  "Real Mem" in activity monitor tends towards 60MB
    }
}

return 0;
}

如果您从上面的代码中删除随机元素，您将获得大约10MB的进程内存使用量。

堆是一个复杂的数据结构，您看到的是正常的。仅仅因为释放（）缓冲区并不意味着库将内存返回给操作系统。系统调用是有代价的，所以当分配系统请求一块内存时，它往往会要求比它需要的更多的内存，这样后续的分配就可以在不进入内核的情况下返回内存。堆还可能为不同的分配大小维护多个分配区域，以避免长时间搜索和碎片化。通过进行随机大小的分配，您已经成功地初始化了其中的几个bucket。

您无法预测所链接的内存分配子系统或其他系统库的行为，因此"活动监视器"或top或任何其他工具都不会为您提供有意义的信息。如果您想跟踪内存分配或泄漏，请使用malloc调试器或类似valgrind的工具。

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