巨大的内存分配：堆栈与堆

Posted 2021-04-14

我做了一个需要1 GB内存的结构。当我在堆上分配它时，程序启动很快，我在应用程序管理器中看到，它的内存使用达到了这个数量，但当我在堆栈上分配它就像一个简单的变量时，应用程序需要更多的时间来启动在应用程序管理器中，我看到它没有使用那么多的内存（只有几KB）。为什么？这是否意味着建议在堆中存储大量数据？那个案子更快吗？我知道通常在堆栈上分配内存因为映射等而更快，但在这种情况下，它很奇怪。谁能解释一下这个？提前致谢！

答案

在典型的桌面系统上，默认情况下堆栈的大小通常在1到几兆字节左右。嵌入式设备可能更少。

如果分配的内存多于堆栈上的内存，操作系统通常会在您尝试访问内存时立即终止程序。

这是否意味着建议在堆中记录大量数据？

建议对大量数据使用免费存储（动态分配），因为大量数据会溢出堆栈。

应用程序管理器我看到它没有使用那么多的内存（只有几KB）。

通常，操作系统在访问该内存时为进程分配一页内存。由于您的程序没有因堆栈溢出而崩溃，我怀疑您从未访问过内存，因此没有为数据分配内存。

另一答案

是的，建议动态地进行大量分配 - 因为那时你可以优雅地应对失败（obligatory note on terminology）。

例如，这个：

void might_throw(size_t sz) {
  std::vector<int> v(sz);
  // ...
}

如果它因为足够大的std::bad_alloc而失败，则会抛出sz，这意味着我可以选择捕获异常并使用较小的数字重试。即使我无法有效恢复，堆栈展开也可以安全地清理我的其他对象。

反过来

void will_just_die() {
  int a[SomeEnormousConstant];
  // ...
}

如果无法真正创建a，则没有恢复机制。程序将崩溃，很难，没有堆栈展开或（标准）错误处理机制。

这可能会立即发生，或者只有当您实际尝试访问更多的a而不是成功分配时才会发生。如果你非常不走运，它甚至可能会起作用，但会破坏别的东西。

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外部显示给定分配的详细信息非常依赖于操作系统，我不确定您使用的是什么 - 应用程序管理器是OSX吗？

大型动态分配直接映射是很常见的，在这种情况下，它会立即显示为虚拟大小的增加，但除了访问之外，可能仍然不会分配任何物理页面。

如果自动（“堆栈”）分配只是执行帧指针算术并再次依赖于物理页面的延迟分配，则这不会影响虚拟或物理大小（再次，直到您尝试实际访问该内存）。

我不知道为什么启动自动版需要更长的时间 - 你必须提供一个MCVE，这实际上是可重现的，以及你的操作系统/平台细节，以获得答案。