c++ - 关于 vector 的调整大小和保留的奇怪内存行为

Question

我知道 reserve(n) 只分配 n 个空间，但大小为零。

while resize(n) 分配n空间，大小为n。

但是当我在测试中观察窗口任务管理器的内存变化时，我对结果感到困惑。

我有一个代码已经占用了100MB，然后我一步步测试下面的代码:

vector<Eigen::Vector4f> vec;
vec.resize(5000000); //memory still take 100MB???
vec.push_back(Eigen::Vector4f::Zero()); //memory take 181MB???

我很好奇为什么在有 push_back 之前 resize 不改变内存

vector<Eigen::Vector4f> vec;
vec.reserve(5000000); //memory still take 100MB???
for(int i = 0 ; i < 5000000; i++){
    vec.push_back(Eigen::Vector4f::Zero()); // memory increase one by one from 100MB to 181MB
}

reserve 也没有分配内存？为什么？

Answer 1

这不是由于使用 reserve() 或 resize() 引起的。这是由您的主机操作系统执行惰性分配引起的。

第一步是 operator new()(由 vector 的默认分配器使用)从操作系统请求大量内存。操作系统向您的程序指示它已完成分配(例如，通过向 operator new() 返回一个有效的内存句柄，它又返回一个指向您程序的有效指针)但实际上并没有分配内存。

随后，当您的程序执行依赖于所分配内存的操作时，操作系统会从硬件内存管理单元捕获不可避免的信号(例如作为页面错误)，然后分配页面。这发生在您对 vector 的 push_back() 的使用中。

一些操作系统故意这样做，或者可以配置为避免过度分配内存。这种方法的希望是可能会请求大量内存，但程序从未真正使用过。原因是大量分配会影响系统范围的性能(例如，减慢操作系统速度，导致其他程序被换出等)。

一个结果是，就您的程序而言，分配可能会成功，但稍后使用分配的内存可能会失败(例如，在使用 之后调用 push_back() >reserve() 可能会失败)。