在C或c++应用程序中出现内存泄漏是可以接受的吗?

如果分配一些内存并一直使用到应用程序中的最后一行代码(例如,全局对象的析构函数),会怎样?只要内存消耗不随时间增长,那么当应用程序终止时(在Windows、Mac和Linux上),是否可以信任操作系统为您释放内存?如果内存一直被使用,直到被操作系统释放,您会认为这是真正的内存泄漏吗?

如果是第三方库将这种情况强加给您,该怎么办?会拒绝使用第三方库,不管它有多好?

我只看到了一个实际的缺点,那就是这些良性泄漏将在内存泄漏检测工具中显示为误报。


当前回答

我的回答是没有。

从理论上讲,如果你把东西弄得乱七八糟,操作系统会帮你清理干净(这很粗鲁,但由于计算机没有感情,这可能是可以接受的)。但是,您无法预测程序运行时可能发生的每一种情况。因此(除非您能够对某些行为进行正式的证明),从专业的角度来看,造成内存泄漏是不负责任和草率的。

如果第三方组件泄漏内存,这是一个非常强烈的反对使用它的理由,不仅因为即将发生的影响,而且因为它表明程序员工作草率,这也可能影响其他指标。现在,当考虑遗留系统时,这是困难的(考虑web浏览组件:据我所知,它们都泄漏内存),但这应该是标准。

其他回答

即使您确定“已知的”内存泄漏不会造成严重破坏,也不要这样做。在最好的情况下,它会为你在不同的时间和地点犯下类似的、可能更严重的错误铺平道路。

对我来说,问这个问题就像问“我可以在凌晨3点没有人的时候闯红灯吗?”当然,在那个时候它可能不会造成任何麻烦,但它将为你在高峰时间做同样的事情提供一个杠杆!

虽然大多数答案都集中在真正的内存泄漏(这是不正确的,因为它们是草率编码的标志),但这个问题的这一部分对我来说似乎更有趣:

如果分配一些内存并一直使用到应用程序中的最后一行代码(例如,全局对象的解构器),会怎样?只要内存消耗不随时间增长,那么当应用程序终止时(在Windows、Mac和Linux上),是否可以信任操作系统为您释放内存?如果内存一直被使用,直到被操作系统释放,您会认为这是真正的内存泄漏吗?

如果使用了相关的内存,则在程序结束之前不能释放它。释放是由程序退出还是由操作系统完成并不重要。只要有文档记录,这样更改就不会引入真正的内存泄漏,并且在图中不涉及c++析构函数或C清理函数。未关闭的文件可能通过泄漏的file对象显示,但缺少fclose()也可能导致缓冲区不被刷新。

所以,回到最初的情况,在我看来,它本身是完全OK的,以至于Valgrind,最强大的泄漏探测器之一,只会在要求时处理此类泄漏。在Valgrind上,当您覆盖一个指针而没有事先释放它时,它会被认为是内存泄漏,因为它更有可能再次发生,并导致堆无休止地增长。

然后,就没有仍然可以访问的nfreed内存块了。我们可以确保在出口释放所有人,但这本身就是浪费时间。关键是他们之前能不能被释放。降低内存消耗在任何情况下都是有用的。

You have to first realize that there's a big difference between a perceived memory leak and an actual memory leak. Very frequently analysis tools will report many red herrings, and label something as having been leaked (memory or resources such as handles etc) where it actually isn't. Often times this is due to the analysis tool's architecture. For example, certain analysis tools will report run time objects as memory leaks because it never sees those object freed. But the deallocation occurs in the runtime's shutdown code, which the analysis tool might not be able to see.

尽管如此,仍然会有一些时候,您会遇到实际的内存泄漏,这些泄漏要么很难发现,要么很难修复。现在的问题是,是否可以将它们保留在代码中?

The ideal answer is, "no, never." A more pragmatic answer may be "no, almost never." Very often in real life you have limited number of resources and time to resolve and endless list of tasks. When one of the tasks is eliminating memory leaks, the law of diminishing returns very often comes in to play. You could eliminate say 98% of all memory leaks in an application in a week, but the remaining 2% might take months. In some cases it might even be impossible to eliminate certain leaks because of the application's architecture without a major refactoring of code. You have to weigh the costs and benefits of eliminating the remaining 2%.

许多人似乎都有这样的印象:一旦释放内存,它就会立即返回到操作系统,可以被其他程序使用。

这不是真的。操作系统通常以4KiB页面管理内存。malloc和其他类型的内存管理从操作系统获取页面,并在它们认为合适的时候对它们进行子管理。free()很可能不会将页面返回给操作系统,前提是您的程序稍后会误用更多内存。

我并不是说free()从不将内存返回给操作系统。这是有可能发生的,特别是当您正在释放大量内存时。但这并不能保证。

重要的事实是:如果不释放不再需要的内存,那么进一步的malloc必然会消耗更多的内存。但是如果先释放,malloc可能会重新使用释放的内存。

这在实践中意味着什么?这意味着如果你知道你的程序从现在开始不再需要更多的内存(例如它在清理阶段),释放内存就不是那么重要了。但是,如果程序稍后可能分配更多内存,则应该避免内存泄漏——特别是那些可能重复发生的内存泄漏。

关于为什么在终止前释放内存是不好的,请参阅这条评论了解更多细节。

评论者似乎不理解调用free()并不会自动允许其他程序使用释放的内存。但这就是这个答案的全部意义!

因此,为了说服人们,我将演示一个例子,其中free()没有什么好处。为了便于计算,我假设操作系统以4000字节的页面管理内存。

Suppose you allocate ten thousand 100-byte blocks (for simplicity I'll ignore the extra memory that would be required to manage these allocations). This consumes 1MB, or 250 pages. If you then free 9000 of these blocks at random, you're left with just 1000 blocks - but they're scattered all over the place. Statistically, about 5 of the pages will be empty. The other 245 will each have at least one allocated block in them. That amounts to 980KB of memory, that cannot possibly be reclaimed by the operating system - even though you now only have 100KB allocated!

另一方面,您现在可以malloc() 9000多个块,而不会增加程序占用的内存量。

即使free()在技术上可以将内存返回给操作系统,它也可能不会这样做。Free()需要在快速操作和节省内存之间取得平衡。此外,一个已经分配了大量内存然后释放它的程序很可能会再次这样做。web服务器需要处理一个又一个的请求——保持一些“松弛”的可用内存是有意义的,这样你就不需要一直向操作系统请求内存了。

只有一种情况:由于不可恢复的错误,程序将自行终止。