为什么我可以通过重复分配和解分配内存来耗尽系统的所有内存?

Why can I use up all the system's memory by repeatedly allocating and deallocating memory?

本文关键字:分配 内存 系统 和解 为什么 可以通过      更新时间:2023-10-16

在下面的代码C++简单示例中,我使用 new 在堆上分配了大量内存 (~4GB),然后通过删除再次释放它。在顶部(或其他一些内存监视器)中,我可以看到在程序关闭之前,4GB不会返回到操作系统。

我了解到(在我的相关问题中还有其他问题)这是正常的,因为未使用的堆会以大块的形式返回到操作系统,这不需要在删除后立即返回。

我希望一旦请求更多内存(例如,当我启动示例程序的第二个实例时),已经释放的内存就会返回到操作系统。不幸的是,情况似乎并非如此:当我在第一个实例释放内存后运行示例的第二个实例时,两个实例的消耗都上升到 8GB。我可以在几个实例中重复此操作,直到系统的所有物理内存都用完并且它开始交换并变得无响应。

运行示例程序的 4 个实例(删除数据后每个实例都在 std::cin 中等待)时,top 的输出如下所示:

Mem:     16065M total,    15983M used,       82M free,        0M buffers
Swap:     2053M total,     1323M used,      730M free,      139M cached

这真的是想要的行为还是我错过了什么?

我可以在不同的 Linux 系统上观察到这一点,但在 Mac OS 10.11 上则不然。在Mac OS上,删除后内存会立即返回到操作系统,这是我实际期望发生的事情。

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <vector>
class MyObject
{
public:
    MyObject(int r=1000)
    : array(new float[r])
    {
        for (int i = 0; i<r;i++)
        {
            array[i] = random();
        }
    }
    ~MyObject()
    {
        delete[] array;
    }
public:
    float* array;
};

int main(int argc,char*argv[])
{
    char a;
    const int count=1000000;
    std::cout<<"Start after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // /proc/PROC_ID/status at this point:
    // VmSize:     11468 kB
    // VmLck:          0 kB
    // VmHWM:        960 kB
    // VmRSS:        960 kB
    // VmData:       144 kB
    {
        std::vector<MyObject*> vec(count);
        for(int i=0; i<count; i++)
        {
            vec[i] = new MyObject;
        }
        std::cout<<"Release after input"<<std::endl;
        std::cin >> a;
        // VmSize:   3972420 kB
        // VmLck:          0 kB
        // VmHWM:    3962016 kB
        // VmRSS:    3962016 kB
        // VmData:   3961096 kB
        for (int i=0; i<count; i++)
        {
            delete vec[i];
            vec[i]=NULL;
        }
    }
    std::cout<<"Shutdown after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // VmSize:   3964604 kB
    // VmLck:          0 kB
    // VmHWM:    3962016 kB
    // VmRSS:    3954212 kB
    // VmData:   3953280 kB

    return 0;
}

平台的内存分配器不会按照您希望的方式处理此特殊情况。最有可能的是,它只向操作系统返回足够大的分配,而这些分配太小。如果您有异常要求,则应选择已知满足这些要求的分配器。同时释放大量非常小的分配是一种不寻常的应用程序。

它可能像包装器分配器一样简单,它分配的块比请求的要大得多并将它们拆分。这应该使块足够大,以便平台的分配器将它们一对一地映射,以解决从操作系统请求的空间。