C和內存使用情況中的malloc（）

Question

我正在嘗試使用malloc進行實驗，以查看是否可以分配所有可用內存。

我使用了以下簡單程序，並有幾個問題：

int main(void)
{
    char * ptr;
    int x = 100;

    while(1)
    {
        ptr = (char *) malloc(x++ * sizeof(char) / 2);
        printf("%p\n",ptr);
    }

    return 0;
}

1）為什么當使用較大的數據類型（int，unsigned long long int，long double）時，該進程將使用較少的內存，而使用較小的數據類型（int，char）將使用更多的內存？

2）運行該程序時，它將在達到一定數量后停止分配內存（在Windows 7 64位系統上約為592mb，並將8GB RAM交換文件設置為系統托管）。 如果輸出為0，則表示NULL。 為什么在達到此閾值后停止分配內存，而沒有耗盡系統內存並進行交換？

我在以下文章中發現有人嘗試與我做相同的事情，但是區別是他們沒有看到內存使用方面的任何區別，但是我同意。 使用malloc的內存泄漏失敗

我已經在Linux內核2.6.32-5-686上嘗試過該代碼，但結果相似。

任何幫助和解釋將不勝感激。

謝謝，

Answer 1

1）通常，內存是在多個頁面中分配的，因此，如果您要求的大小小於一個頁面，則malloc將分配至少一個頁面。

2）這是有道理的，因為在多任務系統中，您不是唯一的用戶，並且您的進程不是唯一正在運行的進程，還有許多其他進程共享有限的資源集，包括內存。 如果操作系統允許一個進程無限制地分配其所需的所有內存，那么它並不是一個好的操作系統，對嗎？

最后，在Linux中，內核直到您真正開始使用該內存后才分配任何物理內存頁面，因此僅調用malloc並不會實際上消耗任何物理內存，除了跟蹤其自身分配所需的內容外課程。 我不確定Windows。

編輯：下面的示例分配1GB的虛擬內存

#include <stdio.h>
int main(int agrc, char **argv)
{
    void *p = malloc(1024*1024*1024);
    getc(stdin);
}

如果你跑得最好，你會得到

 top -p `pgrep test` PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 20 0 1027m 328 252 S 0 0.0 0:00.00 test 

如果將malloc更改為calloc，然后再次運行top，則得到

 top -p `pgrep test` PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 20 0 1027m 1.0g 328 S 0 1.3 0:00.08 test 

Answer 2

您如何閱讀內存使用情況？

1）使用char分配時，您為每個分配分配的內存要少於例如分配的long （通常是四分之一，但是取決於計算機），這是因為程序本身外部的大多數內存使用工具都不顯示已分配內存，但實際使用了內存，它將僅顯示開銷malloc（）本身使用的內存，而不是您已分配的未使用的內存。

更多分配，更多開銷。

如果為每個分配用數據填充malloc'd塊，那么實際使用的內存應該得到非常不同的結果。

2）我假設您正在從同一工具中讀取內容？ 嘗試計算實際分配的字節數，它應該顯示正確的數量，而不僅僅是“ malloc開銷”。

Answer 3

1）分配內存時，每次分配都占用請求內存的空間加上堆幀的大小。 在這里查看相關問題

2）在Windows中，任何單個malloc的大小都被限制為_HEAP_MAXREQ。 有關更多信息和一些解決方法，請參見此問題 。

Answer 4

1）這可能是由於內存已分頁並且每個頁面都具有相同的大小。 如果您的數據無法放入一個頁面並位於兩個頁面之間，我認為它已移至下一頁的開始，從而在前一頁的末尾造成了空間的損失。

2）閾值較小，因為我認為每個程序僅限於一定數量的數據，而不是您擁有的總最大內存。