【VS开发】malloc申请内存错误分析
每个进程会有4G的虚拟地址空间, malloc得到的的地址都是虚拟地址, 并且当malloc的时候, 操作系统并不会将实际的内存分配给进程的, 所以malloc只会占用进程自身的虚拟地址空间。我以前也做过申请内存的测试，并且写了一个短文：操作系统: Redhat Linux AS5 32bit服务器内存: 4G服务器类型: I32最近写搜索引擎, 因为创建索引需要大量的内存, 所以对Linux下的大内存申请进行了一些测试.(1)char * p = (char *)malloc( 2G字节 );=>申请失败.(2)char * p = (char *)malloc( 1.9G字节 );=>申请成功(3)连续的申请10个300M的内存空间for ( i=0; i<10; i++ )p = (char*)malloc(300M字节)=>前9次成功, 最后1次申请失败(4)先申请1.9G, 再申请900Mp = (char *)malloc( 1.9G字节 );p = (char *)malloc( 900M字节 );=>两次申请都成功.我的理解如下:对于在普通默认的2.6.*的linux内核!32位的机器里, 一个进程的内存地址空间范围是0-3G共4个G, 其中最后一个G是内核态的地址空间, 所以给用户态的内存地址空间只留下了前3个G. 那么这样, malloc能够申请到3G以内的内存才对, 但是结果并非如此.在(1)中我们申请2G的内存都没有申请到, 这是什么原因呢?先让我们看一看实际上进程的4G内存空间都放着或被map着什么:第0G和第1G:用户态地址空间第2G:库函数映射等第3G:内核态内存空间用户态地址空间中还包含了进程代码本身占用的地址空间, 栈的空间等等.第2G中, 库函数映射等只占用了很少的一部分空间，还有很多的空闲空间.现在让我们解释这4个问题:第(1)个问题, 由上图可以看出, 没有连续的2G的内存, 所以申请2G的连续内存是肯定失败的.第(2), 申请1.9G的空间是成功的, 这是因为前两个G可能会有1.9G的连续空间.第(3), 申请了300M*9 = 2.7G是成功的, 是的, 前3G中有可能空间着2.7G的空间, 前两个G中空闲的加上第3个G中空闲的部分. 但是如果一次申请2.7G是不行的, 因为没有连续的2.7G的地址空间. 最后一个300M没有申请成功的原因是, 申请的空间大小不能超过3G的用户态地址空间.
第(4), 比较有意思, 显然那个1.9G是在第1-2G这个地址空间中申请成功的, 后900M是第3个G这片地址空间中申请成功的. 我们一共申请到了2.8G的”内存”, 却也不是连续的
续：
相信C/C++程序员都用过这个库函数， 这个函数时程序员申请堆中的内存，需要自己手动释放内存，所以这个函数也是Memory Leak的根源。但是malloc一次最多能申请多少内存呢，显然这个跟我们物理内存的大小和
我们的系统，编译器都有一定的关系。已经不记得之前在哪里遇到过这个问题，今天忽然想起来了，于是自己做了个实验。
我的开发环境是Windows7
64位，内存8G，IDE是codeblocks，支持开源，下面是测试代码：
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#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int64_t maximum = 0;
using namespace std;
int main()
{
cout<<“sizeof(void*)
is:”<<(int)sizeof(void*)<<endl;
cout<<“sizeof(int)
is:”<<sizeof(int)<<endl;
int64_t blocksize[] = {1024*1024, 1024, 1};
int64_t i, count;
for(i=0;i<3;i++)
{
maximum = 0;
for(count=1;;count++)
{
void *block = (void*)malloc(maximum + blocksize[i] * count);
if(block)
{
maximum = maximum + blocksize[i] *count;
free(block);
}
else
{
break;
}
}
cout << “maxmium
malloc size:”<<maximum/1000000<<“M”<<endl;
}
cout << “Hello
world!” << endl;
return 0;
}
程序输出如下：
这个结果是不是很蹊跷，我64位的系统，而且8G的内存，占用了很少，但是这里为什么只分配了2G不到呢，我原来的推想是操作系统保留一部分内存(大概2G),还有差不多6G可以申请，所以这个结果让我很惊讶。于是我又在64bit的linux下，内存4G，用同样代码进行了测试，这次输出是
这次输出似乎跟预想差不多，4G内存能分配3.5G左右，那么windows下是什么问题导致我8G的内存只能malloc 2G不到呢。细想一下，觉得肯定是编译器的问题，果然我的codeblocks默认的编译器是mingw-32-g++，可能细心的读者已经看到前面的sizeof(void*)的值是4，也就是说在windows下codeblock下默认将该程序编译成32位的了，所以才会出现分配2G不到的内存，感兴趣的可以用其他的64位的编译器测试一下，应该会得到正常值。
总结一下：
程序是32位或者是64位并不是由你的操作系统决定，而是编译器决定，准确的说是决定于编译器和编译选项，64位系统照样可以跑32位的程序。
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