c - 用C写一个内存管理函数？

Question

在我最初的 C 程序中，我注意到我经常调用 free，所以我想制作一个调用一次的函数来释放所有内容。此代码是否是执行此操作的有效方法，或者是否有任何其他改进建议？

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

void *items_to_free[1024];
int intItemsToFree = 0;

void mm_init(void)
{
    int i;

    for (i = 0; i < 1024; i++)
    {
        items_to_free[i] = NULL;
    }
}

void mm_release(void)
{
    int i;

    for (i = 0; i < 1024; i++)
    {
        if (items_to_free[i])
        {
            printf("Freeing %p\n", items_to_free[i]);
            free(items_to_free[i]);
            items_to_free[i] = NULL;
        }    
    }
}

void mm_add(void *p)
{
    items_to_free[intItemsToFree++] = p;
}


int main(void)
{
    int *i = NULL;

    /* initialize memory management */
    mm_init();

    /* allocate something */
    i = (int *) malloc(sizeof(int) * 10);

    /* add it to the memory collection */
    mm_add(i);

    /* run program as usual */
    printf("App doing something...");

    /* at the end, free all memory */
    mm_release();

    return 0;
} 

输出:

App doing something...Freeing 0x100103b30

Answer 1

虽然对于一个简单的应用程序来说，这似乎是个好主意，但实际上并非如此。让我们考虑两种情况:

1) mm_release 在程序终止时被调用

这意味着 mm_release 完全没有用，而且是在浪费时间。几十年前的任何操作系统都会为你清理内存。自己一点一点地做只是浪费时间。

2) mm_release 在中间某处被调用

这意味着 mm_release 必须专门化。您在执行过程中释放了内存，因为您已经用完了一些内存，并且您想要将其归还，以便它可以在程序的其他地方使用。 mm_release 必须提供关于什么应该发布什么不应该发布的确切信息。这正是 free 所做的。

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如您所见，mm_release 确实对您毫无帮助。在第一种情况下，它是无用的，您可以简单地摆脱它。在第二种情况下，您最好直接使用 free，因为无论如何您都是有选择地释放内存。

另请注意，您的方法对线程非常不友好。

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您可能认为 mm_release 可以将分配的内存分组到相关的集合中，您可以通过一次调用释放一组中的所有内存。虽然这可能 看起来很有吸引力，但在现实中它又是毫无用处的。首先，实际上要么您没有很多语义相似的内存分配，因此可以将它们分组，或者如果您这样做，那么它们已经放在一个数组或等效物中。

因此，要么内存集只有单个元素(这意味着您不会通过使用此方法获得任何好处)，要么只是以不必要的复杂库为代价避免 for 循环。

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最后但同样重要的是，内存与许多其他资源一样，是同一系统中的一种资源。您一个一个打开文件，一个一个关闭它们。您一个接一个地获取信号量，然后一个接一个地释放它们。你一根一根地打开管道，一根一根地关闭它们。哎呀，你甚至一个一个地打开 { 并用 } 一个一个地关闭它。为内存做个异常(exception)是没有意义的。

其实以前有一些很怕内存的人试过你的方法。他们称之为垃圾收集器，这是对资源管理规律性的侮辱。 (这些人也非常害怕指针和一般的编程)