为什么 2^80 字节的内存分配不会失败？

Why memory allocation of 2^80 bytes doesn't fail?

本文关键字：分配 失败 内存 字节 为什么      更新时间：2023-10-16

以下代码不会引发异常并打印"成功"。为什么？

#include <iostream>
int main() 
{
    size_t size = size_t(1024)*1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024;
    char* data = new char[size];
    if (data == NULL)
        std::cout << "fail" << std::endl;
    else
        std::cout << "success" << std::endl;
    return 0;
}
  • 编译器： g++ （Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5） 4.6.3
  • 操作系统： 乌班图 12.04
  • 内存： 8 GB

如果这就是它的工作原理，我该如何检查我是否有足够的内存？

[编辑：使我的愚蠢代码更正确一点，现在如果我删除两个*1024，它至少会在x64上失败]

我的编译器可以回答这个问题：

$ g++ --version
g++ (GCC) 4.7.1 20120721 (prerelease)
Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ g++ -Wall -Wextra -pedantic q12507456.c++
q12507456.c++: In function 'int main()':
q12507456.c++:5:42: warning: integer overflow in expression [-Woverflow]
$

这很可能是您请求的数字太大而无法存储在整数中，并且您在这里遇到溢出，并且分配的内存实际上远远少于您想象的。

这里 2^80 = 根据 http://en.wikipedia.org/wiki/Yobibyte 1208925819614629174706176

1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024

计算时会导致整数溢出 - 也就是说，它将取模 2^32（或 2^64，取决于您的系统），这是可以分配的零字节。

请注意，在 Linux 上，malloc（最终支持 new ）可能会过度提交：

从 2.1.27 开始，有一个 sysctl VM_OVERCOMMIT_MEMORY 和 proc 文件 /proc/sys/vm/overcommit_memory，值为 1：执行过度提交，0 （默认值）：不要。

malloc将成功并保留 VA，但不使用页面备份它。当访问页面时，它可能会也可能不会成功提交它。OOM 杀手可能会运行。如果全部失败，您将在访问时获得 GPF。

无论这种行为是疯狂的（理智的人在这个阵营）还是聪明的（疯狂的人在这个阵营），意见分歧。

也许您知道以下内容，但为了澄清起见，我将说明这一点。一个异常不是从字面上抛出的，代码是由 if 语句测试的。无论您在测试中使用什么术语和方法，都有一个更相关的观察结果需要注意。 您的系统保留整数的最大值，C++将在编译期间通过执行检查并相应地采取某种行为来考虑它。再一次，您可能也已经知道这一点。 我的猜测是，该值要么回到 0，然后达到过多的数量，要么在指针开始指向它之前存在的值保持不变（最有可能）。在这种情况下，指针将不会NULL。尝试在声明时给出使其NULL，然后分配内存并查看天气是否通过您的 if 语句。

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