Question

如果我打电话：

char *myChar = (char *)malloc(sizeof(char));

我可能会使用超过1个字节的内存，因为malloc可能会自己使用一些内存来跟踪堆中的空闲块，并且通过始终对齐分配可能会有效地花费我一些内存沿着某些边界。

我的问题是：有没有办法找出特定malloc调用实际消耗了多少内存，包括有效的对齐成本以及使用的开销malloc / free？

为了清楚起见，我不要求查看调用malloc后指针指向的内存量。相反，我正在调试一个使用大量内存的程序，我想知道代码的哪些部分正在分配多少内存。我希望能够使内部记忆会计与top报告的数字非常接近。理想情况下，我希望能够在每个malloc调用的基础上以编程方式执行此操作，而不是在检查点获取摘要。

Answer 1

没有可移植的解决方案，但是对于您感兴趣的环境，可能存在特定于操作系统的解决方案。

例如，在Linux上使用glibc，您可以使用mallinfo()中的<malloc.h>函数返回struct mallinfo。此结构的uordblks和hblkhd成员包含程序使用的动态分配的地址空间，包括簿记开销 - 如果您在每次malloc()调用之前和之后取得此差异，您将知道该呼叫使用的空间量。（每次调用malloc()时，开销不一定是恒定的。）

使用您的示例：

char *myChar;
size_t s = sizeof(char);
struct mallinfo before, after;
int mused;

before = mallinfo();
myChar = malloc(s);
after = mallinfo();

mused = (after.uordblks - before.uordblks) + (after.hblkhd - before.hblkhd);

printf("Requested size %zu, used space %d, overhead %zu\n", s, mused, mused - s);

实际上，除非您进行非常大量的非常小的分配，否则开销很可能很小，无论如何这都是个坏主意。

Answer 2

这实际上取决于实施。你应该真的使用一些内存调试器。在Linux上Valgrind的Massif工具非常有用。有像dmalloc这样的内存调试库......

那就是典型的开销：

1 int用于存储此块的大小+标志。
可能是1个用于存储上一个/下一个块大小的int，以帮助合并块。
2个指针，但这些只能在free()'d块中使用，被重用于已分配块中的应用程序存储。
与适当类型对齐，例如：double。
-1 int（是的，这是一个减号）如果我们是一个已分配的块，则包含我们的大小的下一个/上一个块的字段，因为在我们被释放之前我们不能被利用。

因此，最小大小可以是16到24个字节。最小开销可以是4个字节。

但是你也可以通过映射内存页面（通常是4Kb）来满足每个分配，这意味着较小分配的开销将是巨大的。我认为OpenBSD就是这样做的。

Answer 3

C库中没有定义任何内容来查询malloc()调用所使用的物理内存总量。分配的内存量由malloc()调用的幕后连接的内存管理器控制。除了操作系统本身需要的额外内存之外，内存管理器可以为其内部跟踪目的分配尽可能多的额外内存。当你调用free()时，它会访问内存管理器，内存管理器知道如何访问额外的内存，以便正确释放所有内存，但是你无法知道涉及多少内存。如果你需要那么多细节，那么你需要编写自己的内存管理器。

Answer 4

如果您使用valgrind / Massif，则可以选择显示malloc值或top值，这与我的经验有很大不同。以下是Valgrind手册http://valgrind.org/docs/manual/ms-manual.html的摘录：

...但是，如果您想测量程序使用的所有内存，你可以使用--pages-as-heap = yes。启用此选项时 Massif的正常堆块分析由较低级别的页面替换剖析。通过mmap和类似系统调用分配的每个页面都是被视为一个独特的块。这意味着代码，数据和BSS 所有段都是测量的，因为它们只是内存页面。即便是堆栈被测量......

如何查找malloc调用实际耗尽了多少内存？

4 个答案: