c - 为什么 malloc 将 gcc 中的值初始化为 0？

Question

可能平台不同，但是

当我使用 gcc 编译并运行下面的代码时，我每次在我的 ubuntu 11.10 中都得到 0。

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

int main()
{
    double *a = malloc(sizeof(double)*100)
    printf("%f", *a);
}

为什么即使有calloc，malloc的行为也会如此？

这是否意味着即使您有时不希望将值初始化为 0 也会产生不必要的性能开销？

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编辑:哦，我之前的例子不是初始化，而是碰巧使用了“新鲜” block 。

我正在寻找的是为什么它在分配一个大块时初始化它:

int main()
{
    int *a = malloc(sizeof(int)*200000);
    a[10] = 3;
    printf("%d", *(a+10));

    free(a);

    a = malloc(sizeof(double)*200000);
    printf("%d", *(a+10));
}

OUTPUT: 3
        0 (initialized)

但是感谢您指出 malloc 时有安全原因! (从来没有想过)。当然在分配新 block 或大块时它必须初始化为零。

Answer 1

简答:

不是，只是在你的情况下它恰好为零。
(你的测试用例也没有显示数据为零。它只显示一个元素是否为零。)

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长答案:

当你调用 malloc() 时，会发生以下两种情况之一:

1. 它会回收之前从同一进程分配和释放的内存。
2. 它向操作系统请求新页面。

在第一种情况下，内存将包含先前分配的剩余数据。所以不会是零。这是执行小分配时的常见情况。

在第二种情况下，内存将来自操作系统。当程序内存不足或请求非常大的分配时，就会发生这种情况。 (就像你的例子一样)

这里有一个问题:出于安全原因，来自操作系统的内存将被清零。*

当操作系统为您提供内存时，它可能已从不同的进程中释放出来。因此，该内存可能包含敏感信息，例如密码。因此，为了防止您读取此类数据，操作系统会在将其提供给您之前将其归零。

_{*我注意到 C 标准对此只字未提。这严格来说是一种操作系统行为。因此，在不考虑安全性的系统上，这种归零可能存在也可能不存在。}

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为了提供更多的性能背景:

作为@R。在评论中提到，这个归零就是为什么你应该总是 use calloc() instead of malloc() + memset() . calloc() 可以利用这一事实来避免单独的 memset()。

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另一方面，这种归零有时是性能瓶颈。在一些数值应用程序(例如 out-of-place FFT )中，您需要分配大量的暂存内存。用它来执行任何算法，然后释放它。

在这些情况下，归零是不必要的，相当于纯粹的开销。

我见过的最极端的例子是使用 48 GB 暂存缓冲区进行 70 秒操作的 20 秒归零开销。 (大约 30% 的开销。)_{(当然:机器确实缺少内存带宽。)}

显而易见的解决方案是简单地手动重用内存。但这通常需要突破已建立的接口(interface)。 (特别是如果它是库例程的一部分)