c++堆分配默认对齐32字节？

Question

我决定使用 Visual Studio 2013 Community Edition 测试内存消耗，并注意到在我的计算机上使用指针时内存消耗猛增，例如:

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    auto n = 1000000;

    std::vector<int> numbers;
    numbers.reserve(n);

    for (auto i = 0; i < n; i++){
        numbers.emplace_back(0);
    }

    return 0;
}

我得到每个 int 4 个字节，总共 3.8MB，我可以通过任务管理器证实这一点。

但如果我决定更改 std::vector<int>对于 std::vector<int*> :

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    auto n = 1000000;

    std::vector<int*> numbers;
    numbers.reserve(n);

    for (auto i = 0; i < n; i++){
        numbers.emplace_back(new int(0));
    }

    return 0;
}

我突然得到原来的 3.8MB，这表明我计算机中的指针是 4 个字节，加上 30.5MB，这表明每个新的 int() 使用 32 个字节，每个 int 产生 28 个字节的开销。

如果我将原始指针更改为 std::unique_ptr，它使用与预期相同的内存，但更改为 std::shared_ptr(不使用 std::make_shared)它会额外增加 42MB，因为有额外的指针和变量。

所有这一切让我感到惊讶，我知道使用那么多指向基元的指针并不是一个现实的例子，但是由于大型应用程序倾向于使用大量指针，我想知道这是否意味着应该始终预期堆分配将使用最少 32 个字节？还是可以在 visual studio 的某个地方配置，或者它是否依赖于平台？

如果是这样，有没有办法调试并查看我们的程序在堆上有多少未使用的开销？这将有助于决定何时使用自定义分配，我的示例可以很容易地固定为使用 7.6MB 而不是 34.3MB，方法是预先分配内存并使用 placement new 例如。

谢谢。

Answer 1

这在某种程度上是意料之中的。标准分配器通常保证每次分配开始时的某种程度的对齐。这允许对缓存产生机械上的同情，这通常是一件好事，因为对齐访问的执行速度通常比未对齐访问快得多。

此外，在调试版本中使用 MSVC 进行的分配通常包括分配区域前后的保护字节，从而显着增加大小，尤其是对于像您这样的小分配。