malloc 和 free 如何处理错误？

Posted 2023-02-14

【中文标题】malloc 和 free 如何处理错误？

【英文标题】：How does malloc and free work with errors?

【发布时间】：2022-01-11 07:06:32

【问题描述】：

我刚刚在 C 中学习 malloc() 和 free() 并偶然发现了一个我在任何地方都找不到的重要问题。让我们以这个简单的代码 sn-p 为例：

    int main(int argc, char  *argv[])

    char *test = malloc(sizeof(char) * 30);
    strcpy(test, "test");

    FILE *file = fopen("filename", "r");
    if (file == NULL)
        error("Couldn't open file");
    
    free(test);

   ...

malloc() 和 free() 现在如何处理这个只调用 exit(EXIT_FAILURE) 的错误。因为代码没有到达free(test)如果出现错误并且String测试没有被释放是否有问题？还是程序退出时自动释放？

【问题讨论】：

与您的问题无关的 Nitpick：test = "test"; 将测试指针更改为指向“test”，但它不会将“test”字符串复制到您刚刚分配的内存中，即可能是你想要的。那行应该是strcpy(test, "test");

@NickODell 是的，你是对的，但无论如何我都不使用此代码，这只是为了提出问题

这能回答你的问题吗？ C potential memory leak caused by abnormally terminating program

【参考方案1】：

这个问题的答案是自动释放。

原因是对于 Linux 上的 C，内存总是以两种不同的方式跟踪。

每个程序都会跟踪它分配的内存，以及每个分配的大小。这是 malloc 级别的跟踪。 操作系统跟踪哪些内存属于哪个程序。这是页面级跟踪。

换句话说，如果一个程序未能释放一块内存，那么操作系统仍然知道那块内存属于该程序。程序退出时可以释放内存。

那么，如果操作系统可以为程序分配内存并释放它，为什么还存在 malloc 级别的跟踪呢？当 Linux 为程序分配内存时，它只能以称为“页”的 4KB 块的形式分配内存。如果你想分配 10 个字节来保存一个字符串，那么分配一个完整的页面会非常浪费，并且只使用前 10 个字节。出于这个原因，malloc() 以 4KB 页面向操作系统¹ 请求内存，如果您要求更小的部分，则将它们切割成更小的部分。然后，它会跟踪每个分配。

如果你忘记释放一块内存，而你的程序退出了，也没关系，因为操作系统无论如何都会释放内存。在错误路径中释放内存仍然是明智之举，因为有一天您可能想要更改程序，使其从错误中恢复，而不是立即退出。

¹我在这里掩盖了一些细节。