c++ - 如果我只给它一个指向我的对象的指针，std::vector 会占用什么内存？

Question

有些事情我不明白，非常感谢您的澄清。我知道有很多关于 std::containers 和未释放内存的说法，但我仍然不明白一个特定的事实。

下面是一个最小程序，它代表了我在我的生产系统中遇到的一个问题。在评论中有在 Ubuntu 上等待 std::cin 时从/proc/PROC_NUM/status 读取的内存消耗。问题也在评论中。

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <vector>

class MyObject
{
public:
    MyObject(int r=1000)
    : array(new float[r])
    {
        for (int i = 0; i<r;i++)
        {
            array[i] = random();
        }
    }

    ~MyObject()
    {
        delete[] array;
    }

public:
    float* array;
};


int main(int argc,char*argv[])
{
    char a;
    const int count=100;

    std::cout<<"Start after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // VmSize:     12704 kB
    {
        std::vector<MyObject*> vec;
        for(int i=0; i<count; i++)
        {
            vec.push_back(new MyObject);
        }

        std::cout<<"Release after input"<<std::endl;
        std::cin >> a;
        // VmSize:     13100 kB, alright, MyObjects fill around 400kB (what I expected)

        for (int i=0; i<count; i++)
        {
            delete vec[i];
            vec[i]=NULL;
        }

        std::cout<<"Run out of scope of vector after input"<<std::endl;
        std::cin >> a;
        // VmSize:     13096 kB, Why are the 400k not freed yet?
    }

    std::cout<<"Shutdown after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // VmSize:     12704 kB, Why are now around 400k freed? The only thing that is freed here is the vector of pointers.

    return 0;
}

如果我改用 MyObjects 数组，删除后会立即释放内存:

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <vector>

class MyObject
{
public:
    MyObject(int r=1000)
    : array(new float[r])
    {
        for (int i = 0; i<r;i++)
        {
            array[i] = random();
        }
    }

    ~MyObject()
    {
        delete[] array;
    }

public:
    float* array;
};


int main(int argc,char*argv[])
{
    char a;
    const int count=100;

    std::cout<<"Start after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // VmSize:     12700 kB
    {
        MyObject* vec(new MyObject[count]);

        std::cout<<"Release after input"<<std::endl;
        std::cin >> a;
        // VmSize:     13096 kB, alright, around 400k again
        delete[] vec;

        std::cout<<"Run out of scope of vector after input"<<std::endl;
        std::cin >> a;
        // VmSize:     12700 kB, 400k freed again, perfect.
    }

    std::cout<<"Shutdown after input"<<std::endl;
    std::cin >> a;
    // VmSize:     12700 kB, nothing changed, as expected
    return 0;
}

我读到的答案告诉我不能相信操作系统的内存编号(目前我在 Linux 上使用/prop/PROC_NO/status 的输出)。我可以用什么来监视内存消耗？我在 Mac 上的 XCode Instruments 中尝试了同样的操作，我什至没有遇到这个问题。意味着第一种情况下的内存消耗等于第二种情况。

在 Ubuntu 上，我尝试了不同版本的 gcc 和 clang，它们都表现出相同的行为。

在我的生产系统中，有一个 std::map 而不是 std::vector，但问题是一样的。

Answer 1

VMSize 与作用域语言中作用域的进入和离开几乎没有关系(是否存在没有作用域的编程环境？)。

VMSize 反射(reflect)操作系统实际必须使用哪些内存来满足程序的内存需求。例如，如果您使用 malloc、new[] 或匿名 mmap 分配大块内存，地址空间只是保留，不会被占用，因此不会出现在 VMSize 中。

此外，大多数运行时库以大块分配内存，然后对象分配是这些大块的切片；释放一个对象后，只有 block 中的空间被标记为空闲，并且可能会被回收用于下一次分配。释放如此大块内存的典型提示是，如果从中分配的所有对象都已释放并且没有其他对象驻留在其中。所以你的 std::vector 和你手动分配的对象很可能是从同一个大块分配的，而周围的 std::vector 实例阻止它返回到系统。 但这只是推测!具体情况取决于所使用的 C++ 运行时库。