在C或c++应用程序中出现内存泄漏是可以接受的吗?

如果分配一些内存并一直使用到应用程序中的最后一行代码(例如,全局对象的析构函数),会怎样?只要内存消耗不随时间增长,那么当应用程序终止时(在Windows、Mac和Linux上),是否可以信任操作系统为您释放内存?如果内存一直被使用,直到被操作系统释放,您会认为这是真正的内存泄漏吗?

如果是第三方库将这种情况强加给您,该怎么办?会拒绝使用第三方库,不管它有多好?

我只看到了一个实际的缺点,那就是这些良性泄漏将在内存泄漏检测工具中显示为误报。


当前回答

许多人似乎都有这样的印象:一旦释放内存,它就会立即返回到操作系统,可以被其他程序使用。

这不是真的。操作系统通常以4KiB页面管理内存。malloc和其他类型的内存管理从操作系统获取页面,并在它们认为合适的时候对它们进行子管理。free()很可能不会将页面返回给操作系统,前提是您的程序稍后会误用更多内存。

我并不是说free()从不将内存返回给操作系统。这是有可能发生的,特别是当您正在释放大量内存时。但这并不能保证。

重要的事实是:如果不释放不再需要的内存,那么进一步的malloc必然会消耗更多的内存。但是如果先释放,malloc可能会重新使用释放的内存。

这在实践中意味着什么?这意味着如果你知道你的程序从现在开始不再需要更多的内存(例如它在清理阶段),释放内存就不是那么重要了。但是,如果程序稍后可能分配更多内存,则应该避免内存泄漏——特别是那些可能重复发生的内存泄漏。

关于为什么在终止前释放内存是不好的,请参阅这条评论了解更多细节。

评论者似乎不理解调用free()并不会自动允许其他程序使用释放的内存。但这就是这个答案的全部意义!

因此,为了说服人们,我将演示一个例子,其中free()没有什么好处。为了便于计算,我假设操作系统以4000字节的页面管理内存。

Suppose you allocate ten thousand 100-byte blocks (for simplicity I'll ignore the extra memory that would be required to manage these allocations). This consumes 1MB, or 250 pages. If you then free 9000 of these blocks at random, you're left with just 1000 blocks - but they're scattered all over the place. Statistically, about 5 of the pages will be empty. The other 245 will each have at least one allocated block in them. That amounts to 980KB of memory, that cannot possibly be reclaimed by the operating system - even though you now only have 100KB allocated!

另一方面,您现在可以malloc() 9000多个块,而不会增加程序占用的内存量。

即使free()在技术上可以将内存返回给操作系统,它也可能不会这样做。Free()需要在快速操作和节省内存之间取得平衡。此外,一个已经分配了大量内存然后释放它的程序很可能会再次这样做。web服务器需要处理一个又一个的请求——保持一些“松弛”的可用内存是有意义的,这样你就不需要一直向操作系统请求内存了。

其他回答

我完全同意JohnMcG的观点,只是想补充一点,我自己也有问题,无法及时发现真实的、潜在的严重内存泄漏,只是因为人们已经接受了良性的内存泄漏。随着时间的推移,这些病毒变得如此之多,在大量的良性病毒中发现严重病毒就变得越来越困难。

因此,至少为了你的程序员同事(也是为了你自己的未来),请尽快消除它们。

首先,让我们把定义更正一下。内存泄漏是指动态分配内存,例如使用malloc(),并且所有对内存的引用都在没有相应的free的情况下丢失。制作一个简单的方法是这样的:

#define BLK ((size_t)1024)
while(1){
    void * vp = malloc(BLK);
}

注意,每次在while(1)循环中,分配1024(+开销)字节,并将新地址分配给vp;没有指向之前malloc 'Ed块的剩余指针。这个程序保证运行到堆用完为止,并且没有办法恢复任何malloc'ed内存。内存从堆中“泄漏”出来,再也看不见了。

你所描述的,听起来就像

int main(){
    void * vp = malloc(LOTS);
    // Go do something useful
    return 0;
}

你分配内存,使用它直到程序结束。这不是内存泄漏;它不会损害程序,并且当程序终止时,所有的内存将被自动清除。

一般来说,应该避免内存泄漏。首先,因为就像你头顶上的高度和飞机库里的燃料一样,已经泄漏且无法恢复的内存是无用的;其次,在一开始就正确编码,不泄漏内存,比后来发现内存泄漏要容易得多。

我想,如果你正在编写一个打算泄漏内存的程序(即测试内存泄漏对系统性能的影响),这是没有问题的。

如果它是故意的,它真的不是一个泄漏,它不是一个问题,除非它是一个相当大的内存,或者可以增长到一个相当大的内存。在程序的生命周期内不清理全局分配是很常见的。如果泄漏是在服务器或长时间运行的应用程序中,随着时间的推移而增长,那么这就是一个问题。

理论上没有,实际情况要视情况而定。

这实际上取决于程序处理了多少数据,程序运行的频率以及它是否持续运行。

如果我有一个快速程序,读取少量数据进行计算并退出,那么就永远不会注意到一个小的内存泄漏。因为程序不会运行很长时间,并且只使用少量的内存,所以当程序存在时,泄漏将很小并被释放。

另一方面,如果我有一个处理数百万条记录并运行很长时间的程序,一个小的内存泄漏可能会在足够的时间内使机器停机。

对于有泄漏的第三方库,如果它们导致问题,要么修复库,要么找到更好的替代方案。如果不造成问题,这真的重要吗?