如何从 C++ 程序内部测量内存使用情况？

Posted 2023-03-06

【中文标题】如何从 C++ 程序内部测量内存使用情况？

【英文标题】：How to measure memory usage from inside a C++ program?

【发布时间】：2011-02-25 18:01:30

【问题描述】：

对于一个 c++ 程序，是否有可能一次跟踪该程序使用了多少内存？

例如，带有原型的函数：

int getEstimatedTotalMemoryUsage();

我想如果不可能，那么就必须退出程序，进行系统调用并从那里检查结果。如果是这样，有哪些工具可用于此类目的？假设这样的事情是可能的，那就是。

编辑：我正在使用 linux，有什么工具可以为你做到这一点？

【问题讨论】：

***.com/questions/63166/…

【参考方案1】：

是的 - 使用 POSIX getrusage。来自Linux man page：

概要

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>

int getrusage(int who, struct rusage *usage);

说明

getrusage() 返回当前资源使用情况，who 是 RUSAGE_SELF 或 RUSAGE_CHILDREN >。前者要求当前进程使用的资源，后者要求其已终止并已等待的子进程使用的资源。

struct rusage 
    struct timeval ru_utime; /* user time used */
    struct timeval ru_stime; /* system time used */
    long   ru_maxrss;        /* maximum resident set size */
    long   ru_ixrss;         /* integral shared memory size */
    long   ru_idrss;         /* integral unshared data size */
    long   ru_isrss;         /* integral unshared stack size */
    long   ru_minflt;        /* page reclaims */
    long   ru_majflt;        /* page faults */
    long   ru_nswap;         /* swaps */
    long   ru_inblock;       /* block input operations */
    long   ru_oublock;       /* block output operations */
    long   ru_msgsnd;        /* messages sent */
    long   ru_msgrcv;        /* messages received */
    long   ru_nsignals;      /* signals received */
    long   ru_nvcsw;         /* voluntary context switches */
    long   ru_nivcsw;        /* involuntary context switches */
;

【讨论】：

对于 GNU/Linux，这是 struct rusage: gnu.org/s/libc/manual/html_node/Resource-Usage.html

Windows 有什么类似的吗？

"在 Linux 下并非所有字段都有意义。在 Linux 2.4 中，仅维护 ru_utime、ru_stime、ru_minflt 和 ru_majflt 字段。从 Linux 2.6 开始，还维护 ru_nvcsw 和 ru_nivcsw。"跨度>

很好，@Jay - 我一直在我的 mac 上使用getrusage()，我什至不认为它可能不会在 Linux 上完全实现。 OP 是否有其他信息来源？显然我应该阅读整个手册页...

啊，所以 ixrss、idrss 等（我猜）是关于未在 linux 上实现的内存？

【参考方案2】：

这是一个在 Windows 上测量进程使用的内存的示例。

#include <windows.h>
#include <Psapi.h>

// [...]

PROCESS_MEMORY_COUNTERS memCounter;
BOOL result = K32GetProcessMemoryInfo(GetCurrentProcess(), &memCounter, sizeof(memCounter));
std::cout << "WorkingSetSize " << memCounter.WorkingSetSize << std::endl;

及返回值说明https://docs.microsoft.com/en-gb/windows/win32/api/psapi/ns-psapi-process_memory_counters

【参考方案3】：

我自己今天想要这个，所以在这里分享测试结果。我相信对 getmem() 的调用将在任何 unix 机器上执行 OP 要求的操作。用非常通用的 C 编写，它可以在 C 或 C++ 中工作。

// Calling function must free the returned result.
char* exec(const char* command) 
  FILE* fp;
  char* line = NULL;
  // Following initialization is equivalent to char* result = ""; and just
  // initializes result to an empty string, only it works with
  // -Werror=write-strings and is so much less clear.
  char* result = (char*) calloc(1, 1);
  size_t len = 0;

  fflush(NULL);
  fp = popen(command, "r");
  if (fp == NULL) 
    printf("Cannot execute command:\n%s\n", command);
    return NULL;
  

  while(getline(&line, &len, fp) != -1) 
    // +1 below to allow room for null terminator.
    result = (char*) realloc(result, strlen(result) + strlen(line) + 1);
    // +1 below so we copy the final null terminator.
    strncpy(result + strlen(result), line, strlen(line) + 1);
    free(line);
    line = NULL;
  

  fflush(fp);
  if (pclose(fp) != 0) 
    perror("Cannot close stream.\n");
  
  return result;


int getmem() 
  pid_t pid = getpid();
  char cmd[64];
  snprintf(cmd, 64, "/bin/ps -p %d -o size", pid);
  char* result = exec(cmd);
  if (!result) 
    return 0;
  
  // Find first newline.
  int pos = 0;
  while (result[pos] != '\n') 
    pos++;
  
  // Remove the final newline.
  result[strlen(result) - 1] = '\0';
  // Convert to integer.
  int size = atoi(result + pos + 1);
  free(result);
  return size;

从技术上讲，我认为 printf(...) 行应该是 fprintf(stderr, ...)，但由于某些特定于环境的日志记录原因，我倾向于重定向 stderr，这就是我编译和测试代码，所以我逐字复制以避免损坏。

【参考方案4】：

获取您的 PID：pid_t getpid(void); // unistd.h

解析/proc/<id>/smaps

如果你不关心内存中的共享库，它可能会更简单

对ps -p <id> -o %mem进行系统调用