C - 无法释放分配的内存

Question

我当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）数据并对其进行管理，但由于这是一个两个学生的项目，因此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伴侣将要做的事情。

问题如下：为了释放内存，可以丢弃大量生成的数据（由于冗余）。但即使调用 free() 函数，内存使用量也会不断增加。因此，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 ram，然后崩溃。为什么？最奇怪的事情，让我觉得有很多我不太理解的是，当进程崩溃时，malloc 不会返回 NULL 指针，因为当 readCycles == 6008 时进程总是崩溃并绕过 NULL 检查。

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

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;

}

我忘了提及这一点，但在此处发布之前，我没有调用 free(inputStream)，而是尝试调用 freeMemory(inputStream)。但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，您必须释放使用 malloc 分配的所有内容，而不仅仅是数组。

好吧，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);
  }

你的 free(memblock) 处于循环中，这是不应该的，而且我倾向于在释放时使用与 mallocing 相同的迭代序列。您还需要在每次 malloc 之后进行错误检查，并决定此时如何处理 NULL。