用于虚拟内存管理的新 Windows 8.1 API：`DiscardVirtualMemory()` 与 `VirtualAlloc()` 和 `MEM_RESET` 和 `MEM_RESET_UN

Posted 2023-02-21

【中文标题】用于虚拟内存管理的新 Windows 8.1 API：`DiscardVirtualMemory()` 与 `VirtualAlloc()` 和 `MEM_RESET` 和 `MEM_RESET_UNDO`

【英文标题】：New Windows 8.1 APIs for virtual memory management: `DiscardVirtualMemory()` vs `VirtualAlloc()` and `MEM_RESET` and `MEM_RESET_UNDO`

【发布时间】：2015-11-08 12:27:20

【问题描述】：

Windows 8.1/Server 2012RC2 刚刚引入了用于虚拟内存管理的新 API：OfferVirtualMemory()、ReclaimVirtualMemory()、DiscardVirtualMemory()，它们的用法非常简单，只需查看它们的名称即可。

我无法理解的是这些 API 如何针对 VirtualAlloc() 以及标志 MEM_RESET 和 MEM_RESET_UNDO 工作，以及有哪些细微差别。

对于OfferVirtualMemory()，MSDN 表示它与VirtualAlloc()+MEM_RESET 非常相似，只是它从工作集中删除页面，并限制对页面的进一步访问。

所以，基本上它限制了对页面的访问，如果我想再次访问这些页面，我必须调用ReclaimVirtualMemory()，这很好，但MEM_RESET 不应该也从工作集中删除页面吗？ MEM_RESET 不应该充当 madvise(2) 的 POSIX MADV_DONTNEED 标志，它基本上从进程的页面表中删除页面，如果我将来再次访问这些页面，访问将生成软故障，并且这些页面将再次重新分配，初始化为零。

如果这是真的，那么页面当然会从进程的工作集中移除，因为它们基本上会被释放，即使进程保持分配的虚拟地址，并且看到它们“已提交”。

现在，让我们看看DiscardVirtualMemory()：这里MSDN 没有提到MEM_RESET 标志，但是如果我阅读了这个API 的描述，它似乎真的 与VirtualAlloc()+@ 相同987654338@.

那么，有谁知道这些 API 之间是否存在一些差异，以及这些细微差异的正确用例是什么？ 如果他们引入了一个全新的 API，例如 DiscardVirtualMemory()，那么应该与旧方法有所不同。

如果我想从使用madvise(2) 和MADV_DONTNEED 和MADV_WILLNEED 的POSIX 移植应用程序，那么模拟这种POSIX 行为的最佳方法是什么？到目前为止，我使用VirtualAlloc()+MEM_RESET 表示MADV_DONTNEED 和VirtualAlloc()+MEM_RESET_UNDO 表示MADV_WILLNEED。 可以吗，或者我可以使用这些新 API 做得更好？

【问题讨论】：

MEM_RESET 不会强制将页面从工作集中删除，尽管如果需要减少工作集，它们可能是第一个选择的。 DiscardVirtualMemory() 和 MEM_RESET 之间的明显区别在于前者无法撤消。最合适的 API 选择可能取决于您的特定用例，没有适用于所有场景的最佳选择。

使页面无法访问是一项重大改进，当您不小心继续使用它们时获得完全随机的 AV 并没有什么好说的。我认为将它们从工作集中删除只是其副作用。但不要忘记，显然最重要的新特性是 priority 参数。尤其是移动设备可以从中受益。

@HansPassant 是的，我同意你的 priority 论点，通过将这些页面设置为不可用，肯定会很快发现类似的错误。

我认为 Hans 说得对，从工作集中删除页面可能只是使页面无法访问的副作用。而且 DiscardVirtualMemory() 可能比MEM_RESET 更有效，因为它不必是可逆的，但我认为它并不更强大。请记住，从工作集中删除页面不会带来任何好处，如果最终重用地址空间时出现额外的页面错误，则更有可能降低性能。

另请注意，您认为新 API 必须始终提供不同功能的假设是不正确的。引入新的 API 通常仅仅是因为程序员比旧 API 更容易正确使用它们。如果他们提供了一些额外的特性（比如优先级参数），这可能只是一个附带的好处。我怀疑这里就是这种情况。

【参考方案1】：

DiscardVirtualMemory on MSDN

当应用程序再次访问该内存区域时， 后备 RAM 已恢复，但内存内容未定义。

如果我在字里行间读到，那就是，

当您访问它时，其中的一些内容可能仍然存在 允许在这些页面提交时为您提供垃圾初始化页面 如果机器实际上受到内存限制，某些页面有时可能会被零初始化

如果您使用旧 API 重置虚拟地址范围，则不会发生这种情况。在这种情况下，可以保证在您以后访问这些页面时提供零初始化页面。

当程序想要更好的时候，这使得窗口可以减少对归零页面池的压力，并告诉窗口它可以丢弃一些已释放的内存范围。

【讨论】：

是的，这是一个非常有趣的观点。我同意你的看法。那么您是否认为 Windows 通过添加这些 API 增加了一些更细粒度的“好”？