假设你有一个“大”(32字节)的空闲内存:
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| |
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现在,分配其中的一些(5个分配):
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|aaaabbccccccddeeee |
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现在,释放前四个分配,但不释放第五个:
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| eeee |
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现在,尝试分配16个字节。哦,我不能,尽管有近两倍的免费。
在具有虚拟内存的系统上,碎片并不是您想象的那么大的问题,因为大的分配只需要在虚拟地址空间中连续,而不需要在物理地址空间中连续。所以在我的例子中,如果我有一个页面大小为2字节的虚拟内存,那么我可以毫无问题地分配16字节。物理内存看起来是这样的:
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|ffffffffffffffeeeeff |
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而虚拟内存(要大得多)可能是这样的:
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| eeeeffffffffffffffff
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内存碎片的典型症状是,您试图分配一个大块,但您不能,即使您看起来有足够的空闲内存。另一个可能的后果是进程无法将内存释放回操作系统(因为它从操作系统中分配给malloc等进行细分的每个大块中都有一些剩余的东西,即使每个块的大部分现在都没有使用)。
Tactics to prevent memory fragmentation in C++ work by allocating objects from different areas according to their size and/or their expected lifetime. So if you're going to create a lot of objects and destroy them all together later, allocate them from a memory pool. Any other allocations you do in between them won't be from the pool, hence won't be located in between them in memory, so memory will not be fragmented as a result. Or, if you're going to allocate a lot of objects of the same size then allocate them from the same pool. Then a stretch of free space in the pool can never be smaller than the size you're trying to allocate from that pool.
一般来说,您不需要太担心它,除非您的程序是长时间运行的,并且进行了大量的分配和释放。当您同时拥有短寿命和长寿命对象时,您的风险最大,但即使在这种情况下,malloc也会尽最大努力提供帮助。基本上,忽略它,直到您的程序出现分配失败或意外地导致系统内存不足(在测试中捕获它,这是首选!)。
标准库并不比其他任何分配内存的工具差,标准容器都有一个Alloc模板参数,如果绝对必要,您可以使用它来微调它们的分配策略。