我们都被教导必须释放每个已分配的指针。不过,我有点好奇不释放内存的真正代价。在一些明显的情况下,比如在循环内部或线程执行的一部分调用malloc()时,释放是非常重要的,这样就不会有内存泄漏。但是考虑下面两个例子:

首先,如果我有这样的代码:

int main()
{
    char *a = malloc(1024);
    /* Do some arbitrary stuff with 'a' (no alloc functions) */
    return 0;
}

真正的结果是什么?我的想法是进程死亡,然后堆空间也消失了,所以错过对free的调用没有什么坏处(然而,我确实认识到无论如何拥有它对于闭包、可维护性和良好实践的重要性)。我这样想对吗?

Second, let's say I have a program that acts a bit like a shell. Users can declare variables like aaa = 123 and those are stored in some dynamic data structure for later use. Clearly, it seems obvious that you'd use some solution that will calls some *alloc function (hashmap, linked list, something like that). For this kind of program, it doesn't make sense to ever free after calling malloc because these variables must be present at all times during the program's execution and there's no good way (that I can see) to implement this with statically allocated space. Is it bad design to have a bunch of memory that's allocated but only freed as part of the process ending? If so, what's the alternative?


当前回答

如果您正在使用已分配的内存,那么您没有做错任何事情。当你编写的函数(main以外的)分配内存而不释放它,并且没有使它对程序的其余部分可用时,这就会成为一个问题。然后您的程序继续运行分配给它的内存,但没有办法使用它。您的程序和其他正在运行的程序将被剥夺该内存。

编辑:说其他正在运行的程序被剥夺了该内存并不是100%准确。操作系统总是可以让他们使用它,代价是把你的程序交换到虚拟内存(</ hand招手>)。关键是,如果您的程序释放了它不使用的内存,那么虚拟内存交换就不太可能是必要的。

其他回答

在那方面你完全正确。在小的程序中,变量必须存在,直到程序结束,释放内存并没有真正的好处。

事实上,我曾经参与过一个项目,在这个项目中,程序的每次执行都非常复杂,但时间相对较短,决定只是保持分配内存,而不是因为错误地释放内存而破坏项目的稳定。

话虽如此,在大多数程序中,这并不是一个真正的选项,或者它会导致内存耗尽。

你说得对,不会造成伤害,直接退出会更快

原因有很多:

All desktop and server environments simply release the entire memory space on exit(). They are unaware of program-internal data structures such as heaps. Almost all free() implementations do not ever return memory to the operating system anyway. More importantly, it's a waste of time when done right before exit(). At exit, memory pages and swap space are simply released. By contrast, a series of free() calls will burn CPU time and can result in disk paging operations, cache misses, and cache evictions.

关于未来代码重用的可能性,为毫无意义的操作的确定性辩护:这是一个考虑,但可以说这不是敏捷的方式。YAGNI !

如果一个程序在退出前忘记释放几兆字节,操作系统将释放它们。但是如果你的程序一次运行几个星期,并且程序内部的循环忘记在每次迭代中释放几个字节,你将会有一个巨大的内存泄漏,它将耗尽你计算机中所有可用的内存,除非你定期重新启动它=>如果程序用于一个非常大的任务,即使很小的内存泄漏也可能是不好的,即使它最初并不是为它设计的。

我认为你的两个例子实际上只有一个:free()应该只在进程结束时发生,正如你指出的那样,这是无用的,因为进程正在终止。

但在第二个示例中,唯一的区别是允许未定义的malloc()数量,这可能导致内存耗尽。处理这种情况的唯一方法是检查malloc()的返回代码并采取相应的行动。

为这个进程分配的所有内存将被OS标记为未使用,然后重用,因为内存分配是由用户空间函数完成的。

想象OS是一个上帝,而记忆是创造一个过程世界的材料,上帝用一些材料创造了一个世界(或者说OS保留了一些内存并在其中创造了一个过程)。无论这个世界上的生物做了什么,不属于这个世界的物质都不会受到影响。在这个世界过期后,OS神,可以回收分配给这个世界的材料。

现代操作系统在释放用户空间内存方面可能有不同的细节,但这必须是操作系统的基本职责。