为什么 malloc 没有“用完”我计算机上的内存？答案

【问题标题】：Why is malloc not "using up" the memory on my computer?为什么 malloc 没有“用完”我计算机上的内存？
【发布时间】：2013-11-28 06:54:45
【问题描述】：

所以我有一个分配 256 MB 内存的程序，在用户按下 ENTER 后，它会释放内存并终止。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    char *p, s[2];

    p = malloc(256 * 1024 * 1024);
    if ( p == NULL) 
        exit(1);

    printf("Allocated"); 
    fgets(s, 2, stdin);
    free(p);
    return 0;
}

我多次运行这个程序，并将每个程序都设置为后台，直到没有足够的内存可以分配。然而，这永远不会发生。我运行了一个 linux top 命令，即使在多次运行该程序后，可用内存也从未减少近 256 MB。

但是，另一方面，如果我使用calloc 而不是malloc，那么会有很大的不同：

p = calloc(256 * 1024 * 1024, 1);

现在，如果我运行该程序并将其置于后台，然后重复，每次运行它时，可用内存都会减少 256 MB。为什么是这样？为什么malloc 不会导致可用内存发生变化，而calloc 会？

【问题讨论】：

通过 strace 运行程序，看看它做了什么。（我希望 both 版本可以匿名映射 /dev/zero，顺便说一句）
这称为“延迟分配”。 stackoverflow.com/questions/712683/what-is-lazy-allocation
简短而过于简单的答案是，由于您实际上还没有使用来自malloc 的内存，因此计算机还不需要实际将其提供给您。但是使用calloc，需要使用内存（用于归零部分），因此计算机实际上需要为您提供所有内存。
top 和 free 命令的“可用内存”数字毫无意义。他们充其量只是在告诉您缓存效率。实际有意义的数字，提交费用，可以在/proc/meminfo 中作为Committed_AS: 行找到。
@DennisMeng：这仅适用于extremely primitive calloc implementations - 但Ryan 显然正在使用其中之一。例如，BSD omalloc 通常不访问内存。

标签： c linux memory-management malloc

【解决方案1】：

malloc()不使用内存。它分配它。

分配内存后，通过分配一些数据来使用它。

size_t Size = 256 * 1024 * 1024;
p = malloc(Size);
if (p != NULL) {
  memset(p, 123, Size);
}

某些平台实现malloc() 的方式是，在访问该字节（或更可能是一组字节或字节“页”中的一个字节）之前不会发生内存的物理消耗。

calloc() 也可能真正使用内存。系统可以将大量内存映射到相同的物理归零内存，至少在数据变得有趣之前是这样。看 Why malloc+memset is slower than calloc?

【讨论】：

123是你的幸运数字吗？ 256 MB of 123 123 123 123……一定很幸运！
应该是42

【解决方案2】：

您系统上的calloc 实际上通过清除它来触及内存，并且在许多系统上，内存在被分配给它的进程触及之前并没有真正分配（因此“用完”）。因此，在您使用内存之前，仅执行 malloc 不会“使用”内存。

† 见 cmets

【讨论】：

我认为calloc() 也可以在某些系统上作弊stackoverflow.com/questions/2688466/…
@chux 有趣，我不知道，谢谢你的链接。（与此同时，提问者确实发现 calloc 和 malloc 在他们的系统和参数上有所不同。）
同意。它并不为人所知，当然也不适用于 OP 的情况。那些鬼鬼祟祟的操作系统小精灵！

【解决方案3】：

内存可能并不真正可用，尤其是您在示例中没有使用p 执行任何操作，除了检查它是否为NULL。来自man malloc

默认情况下，Linux 遵循乐观的内存分配策略。这意味着当malloc() 返回非NULL 时，不能保证内存确实可用。如果发现系统内存不足，OOM 杀手将杀死一个或多个进程。更多信息请参见proc(5)中对/proc/sys/vm/overcommit_memory和/proc/sys/vm/oom_adj的描述，以及Linux内核源文件文档/vm/overcommit-accounting。

【讨论】：