为什么删除的内存无法重用

我在带有 MSVC 9.0 的 Windows 7 上使用 C++，并且还能够在带有 MSVC 9.0 的 Windows XP SP3 上进行测试和重现。

如果我分配 1 GB 0.5 MB 大小的对象，当我删除它们时，一切正常并且行为符合预期。但是，如果我在删除对象时分配 1 GB 0.25 MB 大小的对象，则内存仍保留保留（黄色地址空间监视器 http://hashpling.org/asm/），从那时起将只能用于小于 0.25 MB 的分配。

这个简单的代码将让您通过更改类型定义的结构来测试这两种情况。分配并删除结构后，它将分配 1 GB 的 1 MB 字符缓冲区，以查看字符缓冲区是否将使用结构曾经占用的内存。

struct HalfMegStruct
{
    HalfMegStruct():m_Next(0){}

    /* return the number of objects needed to allocate one gig */
    static int getIterations(){ return 2048; }

    int m_Data[131071];
    HalfMegStruct* m_Next;
};

struct QuarterMegStruct
{
    QuarterMegStruct():m_Next(0){}

    /* return the number of objects needed to allocate one gig */
    static int getIterations(){ return 4096; }

    int m_Data[65535];
    QuarterMegStruct* m_Next;
};

// which struct to use
typedef QuarterMegStruct UseType;

int main()
{
    UseType* first = new UseType;
    UseType* current = first;

    for ( int i = 0; i < UseType::getIterations(); ++i )
        current = current->m_Next = new UseType;

    while ( first->m_Next )
    {
        UseType* temp = first->m_Next;
        delete first;
        first = temp;
    }

    delete first;

    for ( unsigned int i = 0; i < 1024; ++i )
        // one meg buffer, i'm aware this is a leak but its for illustrative purposes. 
        new char[ 1048576 ]; 

    return 0;
}

下面你可以看到我的结果地址空间监视器 http://hashpling.org/asm/。让我强调一下这两个最终结果之间的唯一区别是分配到 1 GB 标记的结构的大小.

对我来说，这似乎是一个相当严重的问题，许多人可能正在遭受这个问题，但他们甚至不知道这一点。

• 这是设计使然还是应该被视为错误？
• 我可以让小的已删除对象实际上可供更大的分配使用吗？
• 更令人好奇的是，Mac 或 Linux 机器是否也会遇到同样的问题？

我不能肯定地说情况确实如此，但这确实看起来像内存碎片（以多种形式之一）。分配器（malloc）可能会保留不同大小的存储桶以实现快速分配，在释放内存后，它不会直接将其返回给操作系统，而是保留存储桶，以便可以从以后处理相同大小的分配。相同的记忆。如果是这种情况，则该内存将可用于相同大小的进一步分配。

这类优化，通常被禁用big对象，因为它需要保留即使没有使用内存。如果阈值介于两个尺寸之间，则可以解释该行为。

请注意，虽然您可能认为这很奇怪，但在大多数程序（不是测试，而是现实生活）中，内存使用模式都是重复的：如果您一次请求 100k 块，那么您通常会再次这样做。并保留记忆reserved可以提高性能并且实际上reduce来自同一存储桶授予的所有请求的碎片。

如果您想投入一些时间，可以通过分析行为来了解分配器的工作原理。编写一些测试，将获取大小 X，释放它，然后获取大小 Y，然后显示内存使用情况。修复 X ​​的值并使用 Y。如果从相同的存储桶授予两种大小的请求，您将不会有保留/未使用的内存（左图），而当从不同的存储桶授予大小时，您将看到右图的效果。

我通常不会为 Windows 编写代码，而且我什至没有 Windows 7，所以我不能肯定地说情况就是如此，但看起来确实如此。