内存管理与分析

检测方法

如何定位分析程序中当前内存使用情况，可通过外部和内部两种方式来确定内存相关情况，

外部字段分析

只要知道进程的pid 即可通过命令 /proc/xxxx/satatus 来查看内存信息。其中xxxx为pid号.

显示的各个字段含义如下:

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VmPeak: 代表当前进程运行过程中虚拟内存的峰值。
VmSize: 代表进程现在正在占用的虚拟内存。
VmLck: 代表进程已经锁住的物理内存的大小，锁住的物理内存不能交换到硬盘。
VmPin: 进程中被pin住的虚拟内存大小。
VmHWM: 进程得到分配的物理内存的峰值，应该是到目前为止的VmRSS的最大值。
VmRSS: 进程现在使用的物理内存。
RssAnon: 进程占用的物理内存中的匿名部分的大小，可以理解为RSS中除去RssFile和RssFile占用的部分。
RssFile: 进程占用的物理内存中用于文件映射的部分的大小。
RssShmem: 进程占用的物理内存中共享内存的部分的大小。
VmData: 表示进程虚拟内存中的数据段的大小。
VmStk: 表示进程虚拟内存中的堆栈段的大小。
VmExe: 表示进程虚拟内存中的代码段的大小
VmSwap: 进程占用Swap的大小。

内部定期输出

增加以下函数可以输出程序运行中当前内存的使用情况

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#include <malloc.h>   // mallinfo及malloc_stats依赖

static void display_mallinfo(int seq) {
    struct mallinfo mi;
    mi = mallinfo();
    std::stringstream ss;

    ss << "*************************** " << seq;
    ss << "\nTotal non-mmapped bytes (arena):       " << mi.arena;
    ss << "\n# of free chunks (ordblks):            " << mi.ordblks;
    ss << "\n# of free fastbin blocks (smblks):     " << mi.smblks;
    ss << "\n# of mapped regions (hblks):           " << mi.hblks;
    ss << "\nBytes in mapped regions (hblkhd):      " << mi.hblkhd;
    ss << "\nMax. total allocated space (usmblks):  " << mi.usmblks;
    ss << "\nFree bytes held in fastbins (fsmblks): " << mi.fsmblks;
    ss << "\nTotal allocated space (uordblks):      " << mi.uordblks;
    ss << "\nTotal free space (fordblks):           " << mi.fordblks;
    ss << "\nTopmost releasable block (keepcost):   " << mi.keepcost;

    fprintf(stderr, "--------------------stats info(%d)---------\n", seq);
    malloc_stats();
    fprintf(stderr, "%s\n", ss.str().c_str());
}

结果分析

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--------------------stats info(0)---------
Arena 0:                                           # 非mmap申请的内存区域 0 
system bytes     =   59752448                      # glibc 向系统申请的内存大小, 单位字节                      
in use bytes     =   27787856                      # 用户进程通过 malloc 向 glibc 申请分配的内存大小
Arena 1:                                           # 非mmap申请的内存区域 1
system bytes     =     135168
in use bytes     =       7504
Total (incl. mmap):                                # 所有内存信息(包含mmap),各个arena数值加上mmap信息
system bytes     =   63369216                      # 包含mmap的所有内存大小, 由mmap+各个Arena累计获取
in use bytes     =   31276960                      # 用户进程通过 malloc 向 glibc 申请分配的内存大小，由各个Arena累加获得
max mmap regions =          6                      # mmap 区域个数
max mmap bytes   =    3481600                      # mmap 申请的内存字节数

*************************** 0
Total non-mmapped bytes (arena):       59887616    # 非mmap申请的内存字节数,等于stats info中所有的Arean的system bytes计数和(内存分配区域),包含正在使用的和空闲的
# of free chunks (ordblks):            12549       # 普通(即非fastbin)空闲块的数量
# of free fastbin blocks (smblks):     6           # fastbin空闲块的数量                                    
# of mapped regions (hblks):           6           # 当前使用mmap分配的块数                                    
Bytes in mapped regions (hblkhd):      3481600     # 当前使用mmap分配的块中的字节数
Max. total allocated space (usmblks):  0           # 该字段未使用,始终为0。以前代表已分配最大空间(以字节为单位)。
Free bytes held in fastbins (fsmblks): 592         # fastbin空闲块中的字节总数
Total allocated space (uordblks):      27794800    # 使用中的分配所使用的字节总数
Total free space (fordblks):           32092816    # 空闲块中的字节总数
Topmost releasable block (keepcost):   4016        # 堆顶部的可释放可用空间总量。这是malloc_trim理想情况下可以释放的最大字节数(即:忽略页面对齐限制等)

参考

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https://man7.org/linux/man-pages/man3/mallinfo.3.html
https://www.onitroad.com/jc/linux/man-pages/linux/man3/mallinfo.3.html
https://www.cnblogs.com/dongzhiquan/p/5621906.html
https://www.onitroad.com/jc/linux/man-pages/linux/man3/malloc_trim.3.html
http://www.xtaohub.com/System-Microscope/how-to-use-memory.html
https://wenfh2020.com/2021/04/08/glibc-memory-leak/
https://blog.csdn.net/weixin_39636610/article/details/113053005
https://www.modb.pro/db/237286