D/Tango 中的 malloc 和 free 不释放内存？

Question

这是 Windows 中的一个简单的 d/tango 代码：

module d_test.d;

import tango.util.log.Trace;
import tango.core.Thread;
import tango.stdc.stdlib : malloc, free;

void main() {

    Trace.formatln("Checking in...");
    Thread.sleep(10);

    int total_n = (100 * 1000 * 1000) / int.sizeof; // fill mem with 100MB of ints
    int* armageddon = cast(int*)malloc(total_n * int.sizeof);

    for(int i = 0; i < total_n; ++i) {
        armageddon[i] = 5;
    }

    Trace.formatln("Checking in...");
    Thread.sleep(10);

    free(armageddon);
    armageddon = null;

    Trace.formatln("Checking in...");
    Thread.sleep(10);


}

当我运行程序时，内存保持在约 2MB 的低水平，当我将 100MB 的数组分配给指针时，内存使用量跳至约 100MB，这很好。 然而，在程序结束时，可用内存（我正在查看任务管理器）仍然为 100MB。

我认为这可能是 Windows 页面文件缓存或其他东西，所以我尝试了一个简单的 C++ 程序：

#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main() {

  Cout << "Checking in..." <<< endl;
  Sleep(10000);


  int total_n = (100 * 1000 * 1000) / sizeof(int);
  int* armageddon = (int*)malloc(total_n * sizeof(int));

  for(int i = 0; i < total_n; ++i) {
    armageddon[i] = 5;
  }

  Cout << "Checking in..." <<< endl;
  Sleep(10000);

  free(armageddon);
  armageddon = NULL;

  Cout << "Checking in..." <<< endl;
  Sleep(10000);


return 0;
}

我用 g++ 编译了它，一切似乎都正常工作。 当程序启动时 - 内存使用量〜900kb，分配后〜100MB，释放后〜1,2MB...

那么，我做错了什么还是这是一个错误？

Answer 1

这将取决于免费的实现方式。 如需一些有趣的阅读内容，请查看 Doug Lea 的分配器，它尝试能够有效管理各种大小的内存请求。 他主要关心的是 malloc 和 free 调用是否快速且正确。

但他确实提到了将内存返回给操作系统的问题，并讨论了阻碍它的因素（内存碎片）以及有助于它的因素（使用mmap，或者以不太灵活的方式）方式，sbrk）。 阅读本文后，您将更清楚地了解导致内存不频繁返回操作系统的权衡。

Answer 2

当您使用“free”释放内存时，它很可能实际上并没有释放内存。

它可能只是将其标记为空闲，但保留它以备您稍后请求更多内存。 如果由于某种原因系统开始内存不足，运行时实际上可能会在此时释放它。

Answer 3

这只是意味着 Digital Mars 的 malloc 和 free 实现不会将内存返回给操作系统，即使您分配了这样大的块。 您可以尝试使用 malloc 并从 msvcrt.dll 中释放，也许它们会释放内存。

或者，如果仅 Windows 上的 DMD 存在此问题，您可以直接使用 Windows API。 最简单的方法是使用 HeapAlloc 和 HeapFree 函数，但我不知道它们是否会执行您想要的操作。 一种可靠的方法是更底层的 VirtualAlloc 和 VirtualFree，它们直接从操作系统分配，而不是先创建堆。 这些也是 C++ 中的 HeapAlloc、malloc、new 等在向操作系统请求内存时最终使用的函数。

Answer 4

这很奇怪。 从Tango源代码来看，tango.stdc.stdlib中的malloc/free只是C标准库函数，所以应该没有区别 - 事实上，当我在Linux下使用Phobos和std.c.stdlib尝试它时，记忆会按应有的方式恢复。

你确定你测量得对吗？

PS：你可以做世界末日[0 ..total_n] = 5;

PS2：我在 Linux 下尝试了你的 Tango 代码，它按预期恢复了。 看起来像是 Windows 问题。

Answer 5

您可以首先查看 _heapmin()。 free() 不会将未使用的堆返回给操作系统，它只是将其标记为空闲并与最近的空闲邻居合并。