C++容器中的 STL 内存管理

C++ STL memory management in containers

本文关键字：STL 内存 管理 C++      更新时间：2023-10-16

我正在编写一些关键任务代码，我必须确保它绝对没有内存泄漏。我编写了一个小函数，允许我在运行时检索内存使用情况，并在执行一些代码(应该无泄漏(之前和之后进行测量，以查看内存使用情况是否保持在同一水平。

在调试一段"泄漏"的代码时，我终于发现罪魁祸首是向量容器。

重现我所看到的内容的最小代码如下：

vector<char*>* v = new vector<char*>();
int n = 1024*1024;
while (n--)
{
     v->push_back(new char[256]()); // A
}
for (vector<char*>::iterator it=v->begin() ; it!=v->end() ; ++it )
{
     delete[] (*it);
}
delete v;

如果你运行该代码(当然禁用编译器优化，-O0(并在最后放置一些陷阱，以便程序不会退出(如cin.ignore();(，你会看到你的程序应该使用大约20Mb左右的内存。

我想了解为什么会这样。我用A标记了一行，如果您分配一个更大的字符数组，您会看到末尾的"剩余"内存也更大。我不会称这为泄漏本身，因为如果我分配并填充另一个 STL 容器，内存可以重用，但我仍然希望在代码完成后完全释放该内存。

有人可以阐明为什么仍在使用这种内存吗？我怎样才能真正"释放"它？

有关我的编译器环境的一些详细信息：

Using clang++: Apple LLVM version 6.0 (clang-600.0.51) (based on LLVM 3.5svn)
Target: x86_64-apple-darwin13.3.0
Thread model: posix
Compiling with: g++ -std=c++11 -g -Wall -Wextra -Wpedantic -O0 main.cc -o main.out

首先，没有理由在方案中动态分配容器。为什么？

其次，它是一个char*容器，虽然它负责管理这些，但您对它们指向(或不指向(的任何内容保留全部和唯一的责任！

考虑使用 vector<char>、unique_ptr<char>、string 或类似的东西作为元素类型，让vector承担该任务。

最后，请记住，运行时系统使用自己的基于操作系统原语构建的分配器，因此分配内存不会直接转换为对操作系统的请求，释放/删除它也不会立即将其返回到那里。
这样做效率低得令人难以置信。

如果你真的想确保释放的内存返回到操作系统，你基本上有两个选择(都涉及编写自己的分配器，或者查找和使用其他人构建的分配器(：

  • 将可替换的全局分配和解除分配函数替换为您自己的函数。
  • 仅对这些分配使用您自己的分配器(标准容器是分配器感知的，这意味着您可以基于每个容器提供自己的分配器(。

完成后，只需让您的分配器将所有内容释放回操作系统即可。

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