std::unique_ptr是底层对象的两倍大

std::unique_ptr twice as big as underlying object

本文关键字：两倍 unique ptr std 对象      更新时间：2023-10-16

我遇到了std:：unique_ptrs的问题(特别是MSFT VS 10.0实现(。当我创建一个它们的std:：列表时，我使用的内存是创建一个仅包含底层对象的std：：列表时的两倍(注意：这是一个大对象——大约200字节，所以它不仅仅是一个额外的引用计数器(。

换句话说，如果我运行：

std::list<MyObj> X;
X.resize( 1000, MyObj());

我的应用程序需要的内存是我运行时的一半：

std::list<std::unique_ptr<MyObj>> X;
for ( int i=0; i<1000; i++ ) X.push_back(std::unique_ptr<MyObj>(new MyObj()));

我已经检查了MSFT的实现，我没有看到任何明显的东西——有人遇到过这种情况，有什么想法吗？

编辑：好的，更清楚/具体一点。这显然是Windows内存使用问题，我显然缺少一些东西。我现在已经尝试了以下操作：

  1. 创建100000 MyObj的std::list
  2. 创建100000 MyObj*的std::list
  3. 创建100000 int*的std::list
  4. 创建50000 int的std::list*

在每种情况下，列表中的每个add'l成员，无论是指针还是其他成员，都会使我的应用程序膨胀4400(！(字节。这是一个64位版本，不包含任何调试信息(Linker>debugging>Generate Debug Info设置为No(。

我显然需要对此进行更多的研究，以将其缩小到一个较小的测试用例中。

对于那些感兴趣的人，我将使用Process Explorer来确定应用程序的大小。

事实证明，这完全是堆碎片。真可笑。每8字节对象4400字节！我改为预分配，问题完全消失了——我习惯了依赖每个对象分配的低效率，但这太荒谬了。

MyObj实现如下：

class   MyObj
{
public:
    MyObj() { memset(this,0,sizeof(MyObj)); }
    double              m_1;
    double              m_2;
    double              m_3;
    double              m_4;
    double              m_5;
    double              m_6;
    double              m_7;
    double              m_8;
    double              m_9;
    double              m_10;
    double              m_11;           
    double              m_12;           
    double              m_13;
    double              m_14;
    double              m_15;
    double              m_16;
    double              m_17;
    double              m_18;
    double              m_19;
    double              m_20;
    double              m_21;
    double              m_22;
    double              m_23;
    CUnit*              m_UnitPtr;
    CUnitPos*           m_UnitPosPtr;
};

增加的内存可能是由于堆效率低下——由于内部碎片和malloc数据，您必须为分配的每个块支付额外的费用。您执行的分配量是将产生惩罚命中的分配量的两倍。

例如：

for(int i = 0; i < 100; ++i) {
  new int;
}

将使用比以下更多的内存：

new int[100];

即使分配的金额是相同的。

编辑：

在Linux上使用GCC使用unique_ptr时，我使用的内存增加了约13%。

std::list<MyObj>包含对象的N个副本(+列表指针所需的信息(。

std::unique_ptr<MyObj>包含一个指向对象实例的指针。(它应该只包含一个MyObj*(。

因此，std::list<std::unique_ptr<MyObj>>并不直接等同于您的第一个列表。std::list<MyObj*>应该给出与std::unque_ptr列表相同的大小。

在验证了实现之后，唯一可以嵌入对象本身指针旁边的东西可能是"deleter"，在默认情况下，它是一个调用operator delete的空对象。

您有调试或发布版本吗？

这不是一个答案，但它不适合作为注释，而且可能是说明性的。

我无法复制索赔(GCC 4.6.2(。取此代码：

#include <memory>
#include <list>
struct Foo { char p[200]; };
int main()
{
  //std::list<Foo> l1(100);
  std::list<std::unique_ptr<Foo>> l2;
  for (unsigned int i = 0; i != 100; ++i) l2.emplace_back(new Foo);
}

仅启用l1生成(在Valgrind中(：

total heap usage: 100 allocs, 100 frees, 20,800 bytes allocated

仅启用l2，循环给出：

total heap usage: 200 allocs, 200 frees, 21,200 bytes allocated

智能指针正好占据4 时代 100字节。

在这两种情况下，/usr/bin/time -v给出：

Maximum resident set size (kbytes): 3136

此外，pmap在两种情况下都显示：total 2996K。为了确认，我将对象大小更改为20000，将元素数量更改为10000。现在的数字是198404K和198484K：正好有80000B的差异，每个唯一指针8B(可能在列表的分配器中有一些8B对齐(。在相同的变化下，time -v报告的"最大驻留集大小"现在是162768与164304。

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