c++在大文件上疯狂的内存消耗
c++ insane memory consumption on large file
我正在将一个10GB的文件加载到内存中，我发现即使我去掉任何额外的开销并将数据存储在一个数组中，它仍然占用53 GB的ram。这对我来说似乎很疯狂，因为我正在将一些文本数据转换为占用较少空间的long，并将其余部分转换为char *，这应该占用与文本文件相同的空间。我有大约150M行数据在我试图加载的文件。有什么原因，为什么这应该采取这么多ram当我加载它的方式我做下面?
这里有三个文件:一个fileLoader类和它的头文件，以及一个运行它们的main文件。回答一些问题:操作系统为UBUNTU 12.04 64位这是在一台具有64GB RAM和SSD hd的机器上，我为RAM提供了64GB的交换空间我一次加载所有的数据，因为需要速度。这对应用程序至关重要。所有排序、索引和大量数据密集型工作都在GPU上运行。另一个原因是，一次加载所有数据使我编写代码变得简单得多。我不必担心索引文件，以及映射到另一个文件中的位置。
头文件:
#ifndef FILELOADER_H_
#define FILELOADER_H_
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <string>
class fileLoader {
public:
fileLoader();
virtual ~fileLoader();
void loadFile();
private:
long long ** longs;
char *** chars;
long count;
long countLines(std::string inFile);
};
#endif /* FILELOADER_H_ */
这是CPP文件
#include "fileLoader.h"
fileLoader::fileLoader() {
// TODO Auto-generated constructor stub
this->longs = NULL;
this->chars = NULL;
}
char ** split(char * line,const char * delim,int size){
char ** val = new char * [size];
int i = 0;
bool parse = true;
char * curVal = strsep(&line,delim);
while(parse){
if(curVal != NULL){
val[i] = curVal;
i++;
curVal = strsep(&line,delim);
}else{
parse = false;
}
}
return val;
}
void fileLoader::loadFile(){
const char * fileName = "/blazing/final/tasteslikevictory";
std::string fileString(fileName);
//-1 since theres a header row and we are skipinig it
this->count = countLines(fileString) -1;
this->longs = new long long*[this->count];
this->chars = new char **[this->count];
std::ifstream inFile;
inFile.open(fileName);
if(inFile.is_open()){
std::string line;
int i =0;
getline(inFile,line);
while(getline(inFile,line)){
this->longs[i] = new long long[6];
this->chars[i] = new char *[7];
char * copy = strdup(line.c_str());
char ** splitValues = split(copy,"|",13);
this->longs[i][0] = atoll(splitValues[4]);
this->longs[i][1] = atoll(splitValues[5]);
this->longs[i][2] = atoll(splitValues[6]);
this->longs[i][3] = atoll(splitValues[7]);
this->longs[i][4] = atoll(splitValues[11]);
this->longs[i][5] = atoll(splitValues[12]);
this->chars[i][0] = strdup(splitValues[0]);
this->chars[i][1] = strdup(splitValues[1]);
this->chars[i][2] = strdup(splitValues[2]);
this->chars[i][3] = strdup(splitValues[3]);
this->chars[i][4] = strdup(splitValues[8]);
this->chars[i][5] = strdup(splitValues[9]);
this->chars[i][6] = strdup(splitValues[10]);
i++;
delete[] splitValues;
free(copy);
}
}
}
fileLoader::~fileLoader() {
// TODO Auto-generated destructor stub
if(this->longs != NULL){
delete[] this->longs;
}
if(this->chars != NULL){
for(int i =0; i <this->count;i++ ){
free(this->chars[i]);
}
delete[] this->chars;
}
}
long fileLoader::countLines(std::string inFile){
int BUFFER_SIZE = 16*1024;
int fd = open(inFile.c_str(), O_RDONLY);
if(fd == -1)
return 0;
/* Advise the kernel of our access pattern. */
posix_fadvise(fd, 0, 0, 1); // FDADVICE_SEQUENTIAL
char buf[BUFFER_SIZE + 1];
long lines = 0;
while(size_t bytes_read = read(fd, buf, BUFFER_SIZE))
{
if(bytes_read == (size_t)-1)
return 0;
if (!bytes_read)
break;
for(char *p = buf; (p = (char*) memchr(p, 'n', (buf + bytes_read) - p)); ++p)
++lines;
}
return lines;
}
下面是我的main函数的文件:
#include "fileLoader.h"
int main()
{
fileLoader loader;
loader.loadFile();
return 0;
}
下面是我正在加载的数据的一个示例:
13|0|1|1997|113|1|4|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
14|0|1|1997|113|1|5|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
15|0|1|1997|113|1|6|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
16|0|1|1997|113|1|7|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
17|0|1|1997|113|1|8|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
18|0|1|1997|113|1|9|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
19|0|1|1997|113|1|10|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
20|0|1|1997|113|1|11|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
21|0|1|1997|113|1|12|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
9|0|1|1997|113|1|13|12408012|C9FF921CA04ADA3D606BF6DAC4A0B092|SEMANAL|66C5E828DC69F857ADE060B8062C923E|113|1
27|0|1|1992|125|1|1|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
28|0|1|1992|125|1|2|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
29|0|1|1992|125|1|3|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
30|0|1|1992|125|1|4|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
31|0|1|1992|125|1|5|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
32|0|1|1992|125|1|6|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
33|0|1|1992|125|1|7|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
34|0|1|1992|125|1|8|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
35|0|1|1992|125|1|9|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
36|0|1|1992|125|1|10|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
37|0|1|1992|125|1|11|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
38|0|1|1992|125|1|12|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
39|0|1|1992|125|1|13|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
40|0|1|1992|125|1|14|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
41|0|1|1992|125|1|15|10183|9EF534D2CF74B24AC28CBD9BE937A412|SEMANAL|375CCE505F5353CCDE85D4E84A9888D8|125|1
10|0|1|1996|126|1|1||||||
您为每一行分配了9块内存，因此您总共分配了13.5亿块内存。这些分配有一定的开销，通常至少是指针大小的两倍，甚至更多。在64位机器上，这已经是16字节了，所以你得到了21.6 GB的开销。
除此之外，您还会得到堆碎片和对齐的开销:即使您只在其中存储字符串，分配器也必须对齐内存分配，以便您可以在不触发不对齐的情况下在其中存储最大可能的值。对齐可能取决于CPU的向量单元，这可能需要非常重要的对齐，16字节对齐并不罕见。
在16字节分配开销和16字节对齐的情况下进行计算，我们得到了43.2 GB的分配，没有原始数据。使用原始数据，此计算已经非常接近您的测量值。您创建的每个对象和字符串都有单独的内存管理开销。因此，您从第2列加载字符串"0"，这取决于您的内存管理器，它可能需要两到四个完整的单词(可能更多)。将其称为16到32字节的存储空间，以保存一个字节字符串。然后从第3列加载"1"。等等......
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