c - C 和内存使用中的 malloc()

Question

我正在尝试使用 malloc 进行实验，以查看是否可以分配所有可用内存。

我使用了以下简单程序并有几个问题:

int main(void)
{
    char * ptr;
    int x = 100;

    while(1)
    {
        ptr = (char *) malloc(x++ * sizeof(char) / 2);
        printf("%p\n",ptr);
    }

    return 0;
}

1)为什么当使用较大的数据类型(int、unsigned long long int、long double)时，进程会使用更少的内存，但使用较小的数据类型(int、char)它会使用更多？

2) 运行程序时，它会在达到一定数量后停止分配内存(在 Windows 7 64 位上为 ~592mb，8GB RAM 交换文件设置为系统管理)。打印的输出如果显示 0，这意味着 NULL。为什么它在达到这个阈值后停止分配内存而不耗尽系统内存和交换？

我在下面的帖子中发现有人和我尝试了同样的事情，但他们没有看到内存使用方面的任何差异，但我看到了。
Memory Leak Using malloc fails

我已经在 Linux 内核 2.6.32-5-686 上尝试了类似的结果。

任何帮助和解释将不胜感激。

谢谢，

Answer 1

1)通常内存是按多页分配的，所以如果你要求的大小小于一个页，malloc 将至少分配一页。

2)这是有道理的，因为在多任务系统中，您不是唯一的用户，您的进程也不是唯一运行的进程，还有许多其他进程共享有限的资源集，包括内存。如果操作系统允许一个进程无限制地分配它需要的所有内存，那么它就不是一个真正好的操作系统，对吧？

最后，在 Linux 中，内核不会分配任何物理内存页面，直到您实际开始使用该内存之后，因此仅调用 malloc 不会实际消耗任何物理内存，除了跟踪分配本身所需的内存之外类(class)。虽然我不确定 Windows。

编辑:
下面的例子分配了 1GB 的虚拟内存

#include <stdio.h>
int main(int agrc, char **argv)
{
    void *p = malloc(1024*1024*1024);
    getc(stdin);
}

如果你跑到顶端，你会得到

top -p `pgrep test`
PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
20   0 1027m  328  252 S    0  0.0   0:00.00 test

如果您将 malloc 更改为 calloc，然后再次运行 top，您将得到

top -p `pgrep test`
PR   NI VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+ COMMAND              
20   0  1027m 1.0g 328 S    0  1.3   0:00.08 test