【VS開發】malloc申請記憶體錯誤分析
我以前也做過申請記憶體的測試,並且寫了一個短文:
作業系統: Redhat Linux AS5 32bit
伺服器記憶體: 4G
伺服器型別: I32
最近寫搜尋引擎, 因為建立索引需要大量的記憶體, 所以對Linux下的大記憶體申請進行了一些測試.
(1)char * p = (char *)malloc( 2G位元組 );
=>申請失敗.
(2)char * p = (char *)malloc( 1.9G位元組 );
=>申請成功
(3)連續的申請10個300M的記憶體空間
for ( i=0; i<10; i++ )
p = (char*)malloc(300M位元組)
=>前9次成功, 最後1次申請失敗
(4)先申請1.9G, 再申請900M
p = (char *)malloc( 1.9G位元組 );
p = (char *)malloc( 900M位元組 );
=>兩次申請都成功.
我的理解如下:
對於在普通預設的2.6.*的linux核心!
32位的機器裡, 一個程序的記憶體地址空間範圍是0-3G共4個G, 其中最後一個G是核心態的地址空間, 所以給使用者態的記憶體地址空間只留下了前3個G. 那麼這樣, malloc能夠申請到3G以內的記憶體才對, 但是結果並非如此.在(1)中我們申請2G的記憶體都沒有申請到, 這是什麼原因呢?先讓我們看一看實際上程序的4G記憶體空間都放著或被map著什麼:
第0G和第1G:使用者態地址空間
第2G:庫函式對映等
第3G:核心態記憶體空間
使用者態地址空間中還包含了程序程式碼本身佔用的地址空間, 棧的空間等等.
第2G中, 庫函式對映等只佔用了很少的一部分空間,還有很多的空閒空間.
現在讓我們解釋這4個問題:
第(1)個問題, 由上圖可以看出, 沒有連續的2G的記憶體, 所以申請2G的連續記憶體是肯定失敗的.
第(2), 申請1.9G的空間是成功的, 這是因為前兩個G可能會有1.9G的連續空間.
第(3), 申請了300M*9 = 2.7G是成功的, 是的, 前3G中有可能空間著2.7G的空間, 前兩個G中空閒的加上第3個G中空閒的部分. 但是如果一次申請2.7G是不行的, 因為沒有連續的2.7G的地址空間. 最後一個300M沒有申請成功的原因是, 申請的空間大小不能超過3G的使用者態地址空間.
第(4), 比較有意思, 顯然那個1.9G是在第1-2G這個地址空間中申請成功的, 後900M是第3個G這片地址空間中申請成功的. 我們一共申請到了2.8G的"記憶體", 卻也不是連續的
續:
相信C/C++程式設計師都用過這個庫函式, 這個函式時程式設計師申請堆中的記憶體,需要自己手動釋放記憶體,所以這個函式也是Memory Leak的根源。但是malloc一次最多能申請多少記憶體呢,顯然這個跟我們實體記憶體的大小和
我們的系統,編譯器都有一定的關係。已經不記得之前在哪裡遇到過這個問題,今天忽然想起來了,於是自己做了個實驗。
我的開發環境是Windows7
64位,記憶體8G,IDE是codeblocks,支援開源,下面是測試程式碼:
點選(此處)摺疊或開啟
-
#include <iostream>
-
#include <stdio.h>
-
#include <stdlib.h>
-
int64_t maximum = 0;
-
using namespace std;
-
int main()
-
{
-
cout<<"sizeof(void*)
is:"<<(int)sizeof(void*)<<endl;
-
cout<<"sizeof(int)
is:"<<sizeof(int)<<endl;
-
int64_t blocksize[] = {1024*1024, 1024, 1};
-
int64_t i, count;
-
for(i=0;i<3;i++)
-
{
-
maximum = 0;
-
for(count=1;;count++)
-
{
-
void *block = (void*)malloc(maximum + blocksize[i] * count);
-
if(block)
-
{
-
maximum = maximum + blocksize[i] *count;
-
free(block);
-
}
-
else
-
{
-
break;
-
}
-
}
-
cout << "maxmium
malloc size:"<<maximum/1000000<<"M"<<endl;
-
}
-
cout << "Hello
world!" << endl;
-
return 0;
- }
程式輸出如下:
這個結果是不是很蹊蹺,我64位的系統,而且8G的記憶體,佔用了很少,但是這裡為什麼只分配了2G不到呢,我原來的推想是作業系統保留一部分記憶體(大概2G),還有差不多6G可以申請,所以這個結果讓我很驚訝。於是我又在64bit的linux下,記憶體4G,用同樣程式碼進行了測試,這次輸出是
這次輸出似乎跟預想差不多,4G記憶體能分配3.5G左右,那麼windows下是什麼問題導致我8G的記憶體只能malloc 2G不到呢。細想一下,覺得肯定是編譯器的問題,果然我的codeblocks預設的編譯器是mingw-32-g++,可能細心的讀者已經看到前面的sizeof(void*)的值是4,也就是說在windows下codeblock下預設將該程式編譯成32位的了,所以才會出現分配2G不到的記憶體,感興趣的可以用其他的64位的編譯器測試一下,應該會得到正常值。
總結一下:
程式是32位或者是64位並不是由你的作業系統決定,而是編譯器決定,準確的說是決定於編譯器和編譯選項,64位系統照樣可以跑32位的程式。
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