objective-c - NSMutableData 是如何分配内存的？

Question

当我运行以下代码时，它会慢慢耗尽我的内存，甚至开始使用交换:

 long long length = 1024ull * 1024ull * 1024ull * 2ull; // 2 GB

 db = [NSMutableData dataWithLength:length];

 char *array = [db mutableBytes];

 for(long long i = 0; i < length - 1; i++) {
      array[i] = i % 256;
 }

如果我在没有 for 循环的情况下运行它，则根本不会使用内存:

 long long length = 1024ull * 1024ull * 1024ull * 2ull;
 db = [NSMutableData dataWithLength:length];
 char *array = [db mutableBytes];
 /* for(long long i = 0; i < length - 1; i++) {
      array[i] = i % 256;
 } */

我只能得出结论，NSMutableData 只是在“保留”内存，当它被访问时，它真的会“分配”它。具体是怎么做到的？

这是通过硬件 (CPU) 完成的吗？

NSMutableData 是否有办法在其“保留”内存中捕获内存写入，然后才进行“分配”？

这是否也意味着对 [NSMutableData dataWithLength:length] 的调用永远不会失败？如果需要，它可以使用交换分配任意大小的内存来获取它吗？

如果失败，我的 db 变量是否为空？

在 apple 的“NSMutableData Class Reference”中，我只看到关于这些主题的模糊句子。

Answer 1

这与其说是一个 NSMutableData 问题，不如说是一个内核/操作系统问题。如果进程请求一个(大)内存块，内核通常只会说“没关系，给你”。但只有在实际使用它时，它才会真正(“物理地”)分配。这没关系，因为如果您的程序以 2 GB 的 malloc 开始(就像您在这里所做的那样)，否则它会立即推出其他程序进行交换，而实际上您通常不会立即使用 2 GB。

当访问一个实际不存在于物理内存中的内存页时，内核会从CPU那里得到一个信号。如果页面应该在那里(因为它在您的 2 GB block 内)，它将被放置到位(可能来自交换)，您甚至不会注意到。如果该页面不应该存在(因为地址未在您的虚拟内存中分配)，您将遇到段错误(SIGSEGV 或 EXC_BAD_ACCESS 类错误)。

其中一个相关主题是“overcommit(ment)”，其中内核 promise 比实际可用的内存更多。如果所有进程都开始使用它们 promise 的内存，它可能会导致严重的问题。这取决于操作系统。

互联网上有很多页面对此进行了更好、更详细的解释；我只是想做一个简短的介绍，这样你就可以在谷歌中输入条款了。

编辑 刚刚测试过，linux 很容易向我 promise 4 TB 的内存，而 - 我向你保证 - 该机器中的总磁盘 存储空间甚至不到 1 TB .您可以想象，如果不注意这一点，可能会在构建关键任务系统时引起一些麻烦。