为什么这个 Ruby 程序不将堆内存返回给操作系统？答案

【问题标题】：Why doesn't this Ruby program return off heap memory to the operating system?为什么这个 Ruby 程序不将堆内存返回给操作系统？
【发布时间】：2015-12-31 15:13:39
【问题描述】：

我试图了解从 Ruby 堆分配的内存何时返回给操作系统。我知道 Ruby 永远不会返回分配给它的堆的内存，但我仍然不确定堆外内存的行为。即那些不适合 40 字节 RVALUE 的对象。

考虑以下程序，它分配一些大字符串，然后强制执行一次主要 GC。

require 'objspace'

STRING_SIZE = 250

def print_stats(msg)
  puts '-------------------'
  puts msg
  puts '-------------------'
  puts "RSS: #{`ps -eo rss,pid | grep #{Process.pid} | grep -v grep | awk '{ print $1,"KB";}'`}"
  puts "HEAP SIZE: #{(GC.stat[:heap_sorted_length] * 408 * 40)/1024} KB"
  puts "SIZE OF ALL OBJECTS: #{ObjectSpace.memsize_of_all/1024} KB"
end

def run
  print_stats('START WORK')
  @data=[]
  600_000.times do
    @data <<  " "  * STRING_SIZE
  end
  print_stats('END WORK')
  @data=nil
end

run
GC.start
print_stats('AFTER FORCED MAJOR GC')

在 MRI 上使用 Ruby 2.2.3 运行此程序会产生以下输出。强制执行 Major GC 后，堆大小与预期一致，但 RSS 并没有显着减少。

-------------------
START WORK
-------------------
RSS: 7036 KB
HEAP SIZE: 1195 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 3172 KB
-------------------
END WORK
-------------------
RSS: 205660 KB
HEAP SIZE: 35046 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 178423 KB
-------------------
AFTER FORCED MAJOR GC
-------------------
RSS: 164492 KB
HEAP SIZE: 35046 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 2484 KB

当我们分配一个大对象而不是许多小对象时，将这些结果与以下结果进行比较。

def run
  print_stats('START WORK')
  @data = " " * STRING_SIZE * 600_000
  print_stats('END WORK')
  @data=nil
end

-------------------
START WORK
-------------------
RSS: 7072 KB
HEAP SIZE: 1195 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 3170 KB
-------------------
END WORK
-------------------
RSS: 153584 KB
HEAP SIZE: 1195 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 149064 KB
-------------------
AFTER FORCED MAJOR GC
-------------------
RSS: 7096 KB
HEAP SIZE: 1195 KB
SIZE OF ALL OBJECTS: 2483 KB

注意最终的 RSS 值。我们似乎已经释放了我们为大字符串分配的所有内存。

我不确定为什么第二个示例会释放内存，但第一个示例不会，因为它们都从 Ruby 堆中分配内存。这是一个reference，可以提供解释，但我会对其他人的解释感兴趣。

将内存释放回内核也是有代价的。用户空间内存分配器可能会（私下）保留该内存，希望它可以在同一进程中重用，并且不将其返回给内核在其他进程中使用。

【问题讨论】：

订阅此线程。我也对这个非常感兴趣。
根本区别在于第一个示例，其中创建了 600k 个 new 对象，而第二个示例中只有一个。虽然 referenced 数据的总大小相同，但第一个示例需要 60 万倍以上的插槽来引用对象（这些对象可能永远不会或很久以后回收到 OS）。
我建议关注article 并链接explanation 的RVALUEs。我不确定他们是否完全正确，只有 Koichi aka ko1 自己可能知道。或者是一些坚定的爱好者，正在分析 Ruby 源代码。

标签： ruby memory-management mri

【解决方案1】：

@joanbm 有一个很好的观点。他引用了article explains this pretty well：

Ruby 的 GC 会逐渐释放内存，因此当您对 1 个引用指向的 1 个大内存块执行 GC 时，它会释放所有内存，但是当引用很多时，GC 会以较小的块释放内存。

对GC.start 的多次调用将在第一个示例中释放越来越多的内存。

这里有 2 篇文章可以深入挖掘：

【讨论】：