为什么没有释放的内存会导致泄漏？和其他一些问题

Question

据我所知，所有进程都在自己的虚拟地址空间内运行。如果进程调用malloc，OS将从程序拥有的堆中分配一些区域，并返回一个虚拟地址而不是真实物理地址的地址。由于堆由程序拥有，为什么OS不能回收程序员没有释放的内存？

虚拟地址空间分别用于每个程序，因此程序没有方法来销毁其他程序拥有的数据。我是对的吗？

如果程序访问其他程序拥有的随机地址，则会发生段错误。但是，为什么程序访问以前自己释放的地址时没有错误发生？

Answer 1

  

由于堆由程序拥有，为什么OS不能回收程序员没有释放的内存？

假设您在此处执行虚拟内存，操作系统将回收终止时未被程序释放的任何内存。对于短期计划，这不是问题。然而，并非所有系统都具有虚拟内存（想想奇怪的CPU上的嵌入式编程）。对于长时间运行的程序，在程序运行时泄漏内存可能不好。

  

虚拟地址空间分别用于每个程序，因此程序没有方法来销毁其他程序拥有的数据。我是对的吗？

是

  

如果程序访问其他程序拥有的随机地址，则会发生段错误。但是，为什么程序访问以前自己释放的地址时没有错误发生？

这取决于。你正在运行什么操作系统，你正在使用哪个分配器，内存块所在的位置以及它的大小都与实际内存的释放有关。简而言之，操作系统会为您的应用程序分配固定大小的内存页面。您的运行时库将malloc请求的内存映射到OS提供的页面。在释放位于其中的所有内存块之前，页面不会释放回操作系统。一些分配器一旦被分配就会保留页面，假设您稍后将再次需要它们。您只会尝试访问不属于您的程序的页面内存的段错误，因为它从未首先分配，或者因为它已被释放回操作系统。

Answer 2

1. 操作系统无法回收未被正在运行的程序（进程）释放的内存，因为它（操作系统）不知道进程是否仍在使用该内存。这正是释放行为的目的 - 通知操作系统不再使用内存。当然，操作系统可以在程序终止后回收程序的内存。

2. 是的，一个进程不能轻易破坏（甚至修改）另一个进程的地址空间。进程彼此隔离（这是一件好事）并且为了使一些交互成为可能，程序员必须采用一些进程间通信（或IPC）的方法，例如，共享内存，管道，信号等。

3. 实际上，访问以前释放的内存区域 会导致程序崩溃。但通常情况下通过操作系统检测这种错误并不便宜，因此一般都没有。