c - 为什么malloc在达到一定阈值之前不分配内存？

Question

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

int main(int argc, char *argv[])
{
        size_t sz = atol(argv[1]);
        char *arr = malloc(sz);

        sleep(10);
}

我编译了这段代码并尝试运行它，使用 pmap查看了程序的内存映射。
当我使用像 1024000这样的大数字时，我得到了这样的映射:

3901:   ./alloc_program 1024000
0000560192f43000      4K r---- alloc_program
0000560192f44000      4K r-x-- alloc_program
0000560192f45000      4K r---- alloc_program
0000560192f46000      4K r---- alloc_program
0000560192f47000      4K rw--- alloc_program
0000560192fac000    132K rw---   [ anon ]
00007f75b69e9000   1004K rw---   [ anon ]     <---- I believe this is the allocated memory
00007f75b6ae4000    148K r---- libc-2.31.so
00007f75b6b09000   1504K r-x-- libc-2.31.so
00007f75b6c81000    296K r---- libc-2.31.so
00007f75b6ccb000      4K ----- libc-2.31.so
00007f75b6ccc000     12K r---- libc-2.31.so
00007f75b6ccf000     12K rw--- libc-2.31.so
00007f75b6cd2000     24K rw---   [ anon ]
00007f75b6ce7000      4K r---- ld-2.31.so
00007f75b6ce8000    140K r-x-- ld-2.31.so
00007f75b6d0b000     32K r---- ld-2.31.so
00007f75b6d14000      4K r---- ld-2.31.so
00007f75b6d15000      4K rw--- ld-2.31.so
00007f75b6d16000      4K rw---   [ anon ]
00007ffe2b26e000    132K rw---   [ stack ]
00007ffe2b318000     12K r----   [ anon ]
00007ffe2b31b000      4K r-x--   [ anon ]
ffffffffff600000      4K --x--   [ anon ]
 total             3496K

我想标记的行是由malloc分配的内存(也许我错了)。
但是当我使用 10240这样的小数字时，我看不到分配了什么:

3879:   ./alloc_program 10240
000055e428e26000      4K r---- alloc_program
000055e428e27000      4K r-x-- alloc_program
000055e428e28000      4K r---- alloc_program
000055e428e29000      4K r---- alloc_program
000055e428e2a000      4K rw--- alloc_program
000055e42a257000    132K rw---   [ anon ]
00007f102332c000    148K r---- libc-2.31.so
00007f1023351000   1504K r-x-- libc-2.31.so
00007f10234c9000    296K r---- libc-2.31.so
00007f1023513000      4K ----- libc-2.31.so
00007f1023514000     12K r---- libc-2.31.so
00007f1023517000     12K rw--- libc-2.31.so
00007f102351a000     24K rw---   [ anon ]
00007f102352f000      4K r---- ld-2.31.so
00007f1023530000    140K r-x-- ld-2.31.so
00007f1023553000     32K r---- ld-2.31.so
00007f102355c000      4K r---- ld-2.31.so
00007f102355d000      4K rw--- ld-2.31.so
00007f102355e000      4K rw---   [ anon ]
00007fff1d513000    132K rw---   [ stack ]
00007fff1d570000     12K r----   [ anon ]
00007fff1d573000      4K r-x--   [ anon ]
ffffffffff600000      4K --x--   [ anon ]
 total             2492K

1-为什么当内存较小时它不分配？
2-为什么分配的内存大小不完全相同？在第一次运行中，它显示大小为 1004KB，而我仅分配了 1000KB。

Answer 1

1 - Why it doesn't allocate when the memory size is relatively small?

malloc函数的任务是在需要时为应用程序提供内存。从理论上讲， malloc可以按照您的建议将所有内存分配请求转发到操作系统的 kernel，以便它仅充当内核内存分配器的包装器。但是，这具有以下缺点:

内核一次仅提供大量内存，至少一个page内存，这取决于操作系统的配置，通常至少为4096个字节。因此，如果应用程序仅要求10个字节的内存，则会浪费大量内存。

System calls在CPU性能方面很昂贵。

由于这些原因， malloc不直接将内存分配请求直接转发到内核，而是充当应用程序的内存分配请求和内核之间的中介，效率更高。它从内核请求大量内存，因此它可以满足来自应用程序的许多较小的内存分配请求。
因此，只有当一次请求大量内存时， malloc才会将该内存分配请求转发给内核。

2 - Why the allocated memory size is not exactly the same? In the first run, it shows that the size is 1004KB while I've only allocated 1000KB.

malloc分配器必须跟踪它授予应用程序的所有内存分配，还必须跟踪内核已授予它的所有内存分配。要存储此信息，它需要一点额外的存储空间。此额外空间称为“开销”。