多线程C应用程序应如何处理失败的malloc（）？

Question

我正在处理的应用程序的一部分是一个简单的基于pthread的服务器，它通过TCP / IP套接字进行通信。 我在C中编写它是因为它将在内存受限的环境中运行。 我的问题是：如果其中一个线程遇到返回NULL的malloc（），程序应该怎么做？ 到目前为止我想出的可能性：

1. 没有特别处理。 让malloc（）返回NULL并让它被解除引用，以便整个事件发生段错误。
2. 通过调用abort（）或exit（-1）立即退出失败的malloc（）。 假设环境将清理一切。
3. 跳出主事件循环并尝试pthread_join（）所有线程，然后关闭。

第一种选择显然是最简单的，但似乎非常错误。 第二个也似乎错了，因为我不确切知道会发生什么。 除了两个问题之外，第三个选项似乎很诱人：首先，在正常情况下，所有线程都不需要连接回主线程，其次，为了完成线程执行，大多数剩余线程将不得不调用malloc（ ）无论如何。

我该怎么办？

Answer 1

选项2没有任何问题。您不必假设 - exit()退出进程，这意味着所有线程都被拆除，一切都被清理干净。

不要忘记尝试记录发生失败分配的位置。

Answer 2

这是空间/ rad硬系统通常禁止动态内存分配的原因之一。 当malloc()失败时，它很难“治愈”失败。 你有一些选择：

• 您不需要使用内置的libc malloc() （根本不需要或像往常一样）。 您可以将malloc（）包装为对故障执行额外的工作，例如通知其他内容。 这在使用看门狗之类的东西时很有用。 您也可以使用完整的垃圾收集器 ，但我不推荐它。 更好地识别和修复泄漏。
• 根据存储和复杂性，不经常访问的已分配块可以映射到磁盘。 但在这里，通常情况下，您只需要节省几KB的物理内存。
• 您可以使用静态内存池和您自己的malloc() ，它不会过度使用它。 如果您已经广泛地分析了堆的使用情况（使用Valgrind的块或类似工具），则可以合理地调整池的大小。

但是，如果失败不是一种选择，大多数建议归结为不信任/使用系统malloc() 。

在您的情况下，我认为您可以做的最好的事情是确保在malloc()失败的情况下通知监视程序，以便可以重新启动您的进程（或整个系统）。 在死锁时你不希望它看起来“活着并且正在运行”。 这可能就像取消链接文件一样简单。

写非常详细的日志。 失败发生在什么文件/行/功能上？

如果malloc()在尝试获得几KB时失败，那么这表明您的流程无论如何都无法可靠地继续运行。 如果它没有抓住几百MB，你可能能够恢复并继续前进。 通过该令牌，您采取的任何操作都应该基于您尝试获取多少内存，以及分配更小尺寸的调用是否仍然成功。

你永远不想做的一件事就是操作NULL指针并让它崩溃。 它只是草率，没有提供有用的记录错误的地方，并给人的印象是你的软件质量低/不稳定。

Answer 3

还有第四个选择：释放一些内存（缓存总是很好的候选者）并再试一次。

如果你负担不起，我会选择选项2（显然记录或打印某种错误信息）...清理的唯一问题是以有序的方式关闭打开的网络连接，所以客户知道另一方面的应用程序正在关闭，而不是发现意外的连接问题。

Answer 4

我认为取决于你的架构。

malloc()是否失败意味着只有那个线程不能继续，或者在这种情况下是否整个过程都被堵塞了？

通常，当内存非常紧张时（即微处理器环境），最好避免所有动态内存分配以避免这样的问题。

Answer 5

从个人经验来看，我可以看出malloc故障的频率经常被高估。 例如，在Linux中，通常的“解决方案”是2的变体，并且您没有得到malloc故障。 一个过程突然死了。 在较大的系统上，一旦交换使应用程序无响应，应用程序就会死亡，因为用户或监视器会将其杀死。

这使得清理变得更加困难，并且也很难提出一般解决方案。

Answer 6

这是在OS上运行吗？ pthreads的使用表明了这一点。 你知道即使malloc（）会返回NULL吗？ 在某些系统（例如Linux）上，故障将发生在malloc（）中，并且将由操作系统处理（通过终止进程）而不返回malloc（）。

我建议您在初始化应用程序时分配一个内存池，然后从中分配，而不是在初始化后使用malloc（）。 这将使您可以控制内存分配算法以及内存耗尽时的行为。 如果池中的内存不足，则在应用程序有机会启动无法完成的任何操作之前，初始化时会出现单点故障。

在实时和嵌入式系统中，通常使用“固定块存储器分配器” 。 如果您的操作系统不提供服务，可以通过预先分配内存块并将其指针放在队列上来实现。 要分配一个块，您需要从队列中获取一个指针，并释放它，然后将其放回队列中。 当队列为空时，内存耗尽，您可以阻止并处理错误，或者阻塞并等待，直到另一个线程返回一些内存。 您可能希望创建具有不同大小的块的多个池，或甚至为特定目的创建池，其中块具有为此目的所需的精确大小。