Linux / C++：memory 在线程结束时未完全释放

Question

英特尔 i7 上的 Ubuntu 18.04

以下代码依次启动 5 个线程，然后在退出前休眠 60 秒。 每个线程通过 malloc 分配 1 MB memory，然后立即释放它，然后休眠 10 秒然后返回。

当线程结束时，人们认为 memory 将完全释放到操作系统。 top 和 /proc/(pid)/smaps 都显示，在线程返回后，memory 仍然保留给 main，不能用于同一台计算机上运行的其他进程。

这是正常的行为吗？

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <limits.h>
#include <unistd.h>

#define HOWMANY 5 

void* threadFct(void*);

int main()
{
        int threadCounter;
        pthread_t tId;

        threadCounter = 0;

        while(threadCounter < HOWMANY)
        {
                sleep(1);
                std::cerr << "THREAD " << std::hex << pthread_self() << " creating thread " << std::dec << threadCounter << std::endl;
                int error = pthread_create(&tId, NULL, threadFct, NULL);
                threadCounter++;
                if (error == 0)
                        pthread_detach(tId);
        }

        sleep(60);
}

void* threadFct(void*)
{
        uint32_t dim = 1024*1024;
        char *buff = (char*)malloc(dim);
        if (buff != NULL)
        {
                std::cerr << "THREAD " << std::hex << pthread_self() << " got memory at address " << (void*) buff << " filling buffer... ";
                for (int i = 0; i < dim; i++)
                        buff[i] = (char)(rand() % 256);
                std::cerr << "done" << std::endl;
        }
        else
                std::cerr << "THREAD " << std::hex << pthread_self() << " malloc failed" << std::endl;

        if (buff != NULL) free(buff);
        sleep(10);
        std::cerr << "THREAD " << std::hex << pthread_self() << " exiting" << std::endl;
        pthread_exit(NULL);
}```

Answer 1

简而言之，每个进程都有一个 memory 的虚拟视图并使用它，进程有一个堆栈 memory 和堆 memory 和我们可以直接使用函数sbrk()如malloc()之类的函数的大小。 当我们请求一块 memory 时，堆的大小会变大。

让我们假设这是您的进程堆 memory 每个线程使用它的一兆字节：

Heap
+------
|  +----------+----------+----------+----------+----------+
|  | thread_1 | thread_2 | thread_3 | thread_4 | thread_5 |
   +----------+----------+----------+----------+----------+
       1MB         1MB        1MB       1MB         1MB

因此，如果thread_2完成了它的工作并且准备终止，那么在堆上分配 memory 会发生什么？ 这取决于进程是否需要再次在堆上分配另外 1MB，使用发布的thread_2 memory； 但如果进程请求更多，堆大小会变大：

Heap
+------
|  +----------+----------+----------+----------+----------+------------+
|  | thread_1 | ???????? | thread_3 | thread_4 | thread_5 | for_others |
   +----------+----------+----------+----------+----------+------------+
       1MB         1MB        1MB       1MB         1MB        3MB

在进程破坏时 memory 将被释放并可供操作系统使用。

---

我认为这些可能有用：

• https://danluu.com/malloc-tutorial/
• https://man7.org/tlpi/