C malloc 和免费

Question

有人告诉我，如果您执行 malloc()，但不执行 free()，内存将一直占用，直到重新启动。好吧，我当然测试过它。一个非常简单的代码：

#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    while (1) malloc(1000);
}

我在 Task Manager (Windows 8.1) 看过它。

好吧，这个程序真的很快就占用了 2037.4 MB，而且就一直这样。我知道这可能是 Windows 限制了程序。

但这是奇怪的部分：当我关闭控制台时，内存使用百分比下降了，尽管我被告知这是不应该的！

调用 free 是否多余，因为操作系统无论如何都会释放它？

（here的问题是相关的，但没有完全回答我是否应该免费。）

Answer 1

建议在分配完内存后调用free，因为稍后在程序中可能需要此内存space，如果没有没有用于新分配的内存 space。您应该始终为您的 code.If windows 寻求可移植性来释放这个 space，可能其他操作系统没有。

Answer 2

操作系统中的每个进程都有有限的可寻址内存，称为进程地址Space。如果您分配了大量内存并且最终分配了所有可用于该进程的内存，则 malloc 将失败并且 return NULL。并且您将无法再为该进程分配内存。

Answer 3

在 Windows，一个 32 位进程只能分配 2048 兆字节，因为那里有多少地址。部分内存可能被 Windows 保留，因此总数字较低。 malloc returns 失败时为空指针，这很可能会在此时发生。您可以像这样修改您的程序以查看：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int counter = 0;
    while (1) {
        counter++;
        if (malloc(1000) == NULL) {
            printf("malloc failed after %d calls\n", counter);
            return 0;
        }
    }
}

现在你应该得到这样的输出：

$ ./mem
malloc failed after 3921373 calls

当一个进程终止或从外部终止时（就像您通过任务管理器杀死它一样），该进程分配的所有内存都会被释放。操作系统管理哪些内存属于哪个进程，因此可以在进程终止时释放进程的内存。然而，操作系统不知道每个进程如何使用它从操作系统请求的内存，并且取决于进程告诉它何时不再需要内存块。

那你为什么需要free()？好吧，这只会在程序终止时发生，并且不会区分您仍然需要的内存和您不再需要的内存。当您的进程在做复杂的事情时，它通常会不断地为自己的计算分配和释放内存。使用 free() 显式释放内存很重要，否则您的进程可能在某个时候不再能够分配新内存并崩溃。尽可能释放内存也是一种很好的编程习惯，这样您的进程就不会不必要地占用大量内存。相反，其他进程可以使用该内存。

Answer 4

对于所有重要的 OS，进程资源在进程终止时由 OS 回收。

除非有特定且最重要的理由在终止时显式释放内存，否则您不需要这样做，至少出于以下原因您不应尝试：

1) 您需要编写代码来执行、测试和调试。为什么要这样做，如果 OS 可以做到呢？这不仅是多余的，而且会降低质量，因为您的显式资源释放永远不会像 OS 发布之前已经进行的测试那样多。

2) 对于一个复杂的应用程序，有一个 GUI 和许多子系统和线程，关闭时干净地释放内存几乎是不可能的，这导致：

3) 许多库开发人员已经放弃了 'you must explicitly release blah... ' 的信条，因为复杂性会导致库永远不会被发布。许多报告未发布，（但没有丢失），内存到 valgrid，并且使用不透明的库，你对此无能为力。

4) 不得释放任何运行ning 线程正在使用的内存。要在多线程应用程序中安全地释放所有此类内存，您必须确保所有进程线程都已停止并且不能再次运行。用户代码没有执行此操作的工具，OS 有。因此，在此类应用程序中，不可能以任何一种安全的方式明确地从用户代码中释放内存。

5) OS 可以大块释放进程内存 - 比在 C 管理器中乱搞几十个子分配要快得多。

6) 如果进程因为内存管理问题失败而被终止，多次调用 free() 根本无济于事。

7) 许多老师和教授说你必须显式地释放内存，所以这显然是一个糟糕的计划。

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