C - 无法释放分配的内存

Question

我目前正在开发的应用程序有问题。在这个程序中，我必须从文本文件中读取大量（数十亿）数据并进行管理，但由于这是一个两个学生的项目，所以阅读部分将由我的伙伴开发。出于测试原因，我编写了一个小程序来生成伪随机结构来代替我的伙伴所做的事情。

问题如下：大量生成的数据（由于冗余）可以被丢弃以释放其内存。但即使调用 free() 函数，内存使用量也在不断增长。所以我尝试开发一个调试应用程序，它可以简单地生成一大块数据并立即释放它。并重复数千次。 好吧，我无法理解原因，但分配给进程的内存增长到 ~1.8 GB 内存然后崩溃。 为什么？最奇怪的事情是，当进程崩溃时，malloc 不会返回 NULL 指针，因为当 readCycles == 6008 并绕过 NULL 检查时进程总是崩溃。

我已经在 StackOverflow 上阅读了其他相关主题，并且我理解了为什么 free() 不会减少分配给我的进程的内存。没关系。但是为什么内存使用量不断增长？ malloc 不应该分配以前释放的内存而不是不断请求新的吗？

这是我的代码中最相关的部分：

#define NREAD 1000
#define READCYCLES 10000
#define N_ALPHA_ILLUMINA 7
#define N_ALPHA_SOLID 5
#define SEQLEN 76

typedef struct{
    char* leftDNA;
    char* leftQuality;
    unsigned long int leftRow;
    char* rightDNA;
    char* rightQuality;
    unsigned long int rightRow;
} MatePair;


unsigned long int readCycles = 0;


MatePair* readStream(MatePair* inputStream, short* eof, unsigned long int* inputSize){

    double r;
    unsigned long int i, j;
    unsigned long int leftRow;
    int alphabet[] = {'A', 'C', 'G', 'T', 'N'};
    inputStream = (MatePair*) malloc (sizeof(MatePair) * (NREAD + 1));
    printf("%d\n", readCycles);
    if (inputStream == NULL){
        (*eof) = 1;
        return;
    }

    for (i = 0; i < NREAD; i++){
        leftRow = readCycles * NREAD + i;
        inputStream[i].leftDNA = (char*) malloc (SEQLEN);
        inputStream[i].rightDNA = (char*) malloc (SEQLEN);
        inputStream[i].leftQuality = (char*) malloc (SEQLEN);
        inputStream[i].rightQuality = (char*) malloc (SEQLEN);
        for (j = 0; j < SEQLEN; j++){
            r = rand() / (RAND_MAX + 1);
            inputStream[i].leftDNA[j] = alphabet[(int)(r * 5)];
            inputStream[i].rightDNA[j] = alphabet[(int)(r * 5)];
            inputStream[i].leftQuality[j] = (char) 64 + (int)(r * 60);
            inputStream[i].rightQuality[j] = (char) 64 + (int)(r * 60);
        }
        inputStream[i].leftDNA[SEQLEN - 1] = '\0';
        inputStream[i].rightDNA[SEQLEN - 1] = '\0';
        inputStream[i].leftQuality[SEQLEN - 1] = '\0';
        inputStream[i].rightQuality[SEQLEN - 1] = '\0';
        inputStream[i].leftRow = leftRow;
        inputStream[i].rightRow = leftRow;
    }

    inputStream[i].leftRow = -1;

    readCycles++;
    (*inputSize) = NREAD;
    (*eof) = readCycles > READCYCLES;

    return inputStream;

}


int main(int argc, char* argv[]){

    short eof = 0;
    unsigned long int inputSize = 0;
    MatePair* inputStream = NULL;

    while (!eof){
        inputStream = readStream(inputStream, &eof, &inputSize);
        free(inputStream);
        inputStream = NULL;
    }

    return 0;

}

我忘记提了，但是在发帖之前，我没有调用 free(inputStream)，而是尝试调用 freeMemory(inputStream)。不过，不确定这是否是正确的做法。

void freeMemory(MatePair* memblock){

    for ( ; memblock->leftRow != 1; memblock++){
        free(memblock -> leftDNA);
        free(memblock -> leftQuality);
        free(memblock -> rightDNA);
        free(memblock -> rightQuality);
    }

}

Answer 1

内存泄漏。您调用了多少个“malloc()”，必须使用多少个“free()”来释放堆上所有已分配的内存。

因此，

inputStream[i].leftDNA = (char*) malloc (SEQLEN);
inputStream[i].rightDNA = (char*) malloc (SEQLEN);
inputStream[i].leftQuality = (char*) malloc (SEQLEN);
inputStream[i].rightQuality = (char*) malloc (SEQLEN);

这些 'malloc()' 函数必须与 free() 配对。

Answer 2

您没有释放在读取循环中分配的所有成员，因此您每次都会丢失内存。请记住，您必须释放您使用 malloc 分配的所有内容，而不仅仅是您的数组。

好的，看看你的编辑，你的 freeMemory 仍然是错误的。试试这个；

void freeMemory(MatePair* inputStream)
{
    for (i = 0; i < NREAD; i++){
        free(inputStream[i].leftDNA);
        free(inputStream[i].leftQuality);
        free(inputStream[i].rightDNA);
        free(inputStream[i].rightQuality);
    }
    free (inputStream);
  }

您的 free(memblock) 在循环中，它不应该在循环中，我倾向于在释放时使用与 mallocing 相同的迭代序列。您还需要在每个 malloc 之后进行错误检查，并在此时决定如何处理 NULL。