c++ - 为什么这个指向结构的指针的 std::queue/list 直到 List.Size() == 0 才释放内存？

Question

我有一个程序将指向包含 cv::mat 克隆的结构的指针提供给其他线程使用的 std::queue/std::list (两者都尝试过)。
读取/创建速度很快，但消耗速度很慢，因此队列会随着时间的推移而增长。
这个队列变得很大，很容易占用超过 50% 的系统内存。
当读取/创建停止时，队列会缩小，但内存不会!
当队列大小最终达到 0 时，内存几乎立即消失。 queue.size() == 0 触发器可以通过确保队列永远不会弹出最后一个指针来确认——内存不会消失。
*注意:队列仍然存在，它没有超出范围，是静态的。
所以我有两个问题:

为什么队列大小为零时内存会消失？或者换句话说，为什么当指针被消耗/删除时内存不会消失？

如何显式释放内存？

代码是这样的:

struct MyStruct {
    cv::mat matA;
    ~MyStruct(){
       cout << "Yeah, destructor is called!" << endl;
       //matA.release(); //Not needed, right? Adding it does not change anything.
    }
};

static queue<shared_ptr<MyStruct>> awaitingProcessing;
static mutex queueGuard;

线程 1(队列填充):

BYTE* buffer = (BYTE*)malloc(dataWidth*dataHeight);
while(signal){
    LoadData(buffer);
    cv::Mat data = cv::Mat(dataHeight, dataWidth, CV_8U, buffer);
    
    auto addable = shared_ptr<MyStruct>(new MyStruct())>;
    addable->matA = data.clone();
    lock_guard<mutex> guard(queueGuard);
    awaitingProcessing.push(addable);

}

线程 2(消费者):

    shared_ptr<MyStruct> pullFromQueue(){
        lock_guard<mutex> guard(queueGuard);
        if (awaitingProcessing.size() > 0){
            auto returnable = awaitingProcessing.front();
            awaitingProcessing.pop();
            return returnable;
        }
        return nullptr;
    }

    void threadLogic(){
        while (!interruptFlag){
            auto ptr = pullFromQueue();
            if (ptr == nullptr){
                usleep(5);
            }
            else{
                doSomething(ptr);
            }
            // ptr destructor called here, as refcount properly hits zero
        } 

    }

如果我没记错的话，std 数据集合通常不会释放它们的内存并将其保留为储备，以防大小再次增长。然而，这个集合(队列和/或列表)由指针组成，所以即使队列变大，内存占用也应该很小。
我不熟悉 OpenCV 的内存管理，但它似乎在做类似的事情。暂停队列填充允许队列大小缩小，但内存不会缩小。然后，恢复填充会增加队列大小，而不会增加内存大小。

总结几个关键点:

内存确实在没有改变范围的情况下被释放(即不是内存泄漏)

仅当队列大小为零时才释放内存。如果队列大小永远保持在 1

，它将不会释放

结构被破坏

结构包含克隆的 cv::mats (我认为这是关键点)

列表/队列只包含指针，因此应该很小

Answer 1

std::queue使用 std::deque默认为内部容器。当内存被释放时，在很大程度上定义了实现(当大小达到零时可能是这种情况)，但是 std::deque和 std::vector确实具有释放多余内存的功能，即 shrink_to_fit (c++11 功能)。 std::queue 没有此功能。接口(interface)，但可以通过继承来完成(队列中的容器是 protected )。
伪代码:

template<class T>
struct shrinkable_queue : public std::queue<T> {
  void shrink_to_fit() {c.shrink_to_fit();}
};

您也可以使用 std::queue<T, std::list<T>> .我确实检查了 MSVC 实现，因为您说您也尝试过 list 并且至少在我的版本中，即使删除单个节点(如预期的那样)，它似乎也会释放内存。