c++ - 堆上的内存是如何耗尽的？

Question

我一直在测试我自己的一些代码，看看需要多少分配的内存来耗尽堆或空闲存储上的内存。但是，除非我的代码在测试中出错，否则我在堆上可以放置多少内存方面会得到完全不同的结果。

我正在测试两个不同的程序。第一个程序在堆上创建 vector 对象。第二个程序在堆上创建整数对象。

这是我的代码:

#include <vector>
#include <stdio.h>

int main()
{
    long long unsigned bytes = 0;
    unsigned megabytes = 0;

    for (long long unsigned i = 0; ; i++) {

        std::vector<int>* pt1 = new std::vector<int>(100000,10);

        bytes += sizeof(*pt1);
        bytes += pt1->size() * sizeof(pt1->at(0));
        megabytes = bytes / 1000000;

        if (i >= 1000 && i % 1000 == 0) {
            printf("There are %d megabytes on the heap\n", megabytes);
        }

    }
}

在出现 bad_alloc 错误之前，此代码的最终输出是:“堆上有 2000 MB”

在第二个程序中:

#include <stdio.h>

int main()
{
        long long unsigned bytes = 0;
        unsigned megabytes = 0;

        for (long long unsigned i = 0; ; i++) {

           int* pt1 = new int(10);

           bytes += sizeof(*pt1);
           megabytes = bytes / 1000000;

           if (i >= 100000 && i % 100000 == 0) {
              printf("There are %d megabytes on the heap\n", megabytes);
        }

    }
}

在出现 bad_alloc 错误之前，此代码的最终输出是:“堆上有 511 MB”

两个程序的最终输出有很大不同。我对免费商店有什么误解吗？我认为这两个结果大致相同。

Answer 1

很可能 pointers returned by new on your platform are 16-byte aligned .

如果 int 为 4 字节，这意味着对于每个 new int(10) 您将获得 4 个字节并生成 12 个字节无法使用。

仅此一点就可以解释从小分配中获取 500MB 可用空间与从大分配中获取 2000MB 可用空间之间的差异。

最重要的是，跟踪分配的 block (至少是它们的大小以及它们是否空闲或正在使用)会产生开销。这与系统的内存分配器非常相关，但也会产生每次分配的开销。请参阅 https://sourceware.org/glibc/wiki/MallocInternals 中的“什么是 block ”有关 glibc 分配器的说明。