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c++ - STL 数据结构的内存使用，Windows 与 Linux

coder 2023-11-12 原文

我有一个大量使用 std::map 的程序。在 Windows 下，使用的内存比在 Linux 下多得多。有谁知道为什么会这样？

Linux: 最后一个进程耗时 42.31 秒，使用的内存不超过 909 MB(RSS 900 MB)

window : 最后一个进程耗时 75.373 秒，使用的内存不超过 1394 MB(RSS 1395 MB)

我在命令行上使用 gcc 4.4.3 和 VS 2010 C++ 编译器，并带有发布设置。

编辑: 抱歉这么晚才回答问题...

代码如下所示:

enum Symbol {
    ...
}

class GraphEntry {

    public:

    ...

    virtual void setAttribute (Symbol name, Value * value) = 0;

    const Value * attribute (Symbol name) const;

    private:

    std::map<Symbol, Attribute> m_attributes;
};

class Attribute {

    public:

    Attribute (Symbol name, Value * val);

    ...

    Symbol name () const;

    Value * valuePointer () const;

    void setValuePointer (Value * p);

    private:

    Symbol m_name;

    Value * m_value;
};

class Graph : public GraphEntry {

    ...

    public:

    Node * newNode (...);

    Graph * newSubGraph (...);

    Edge * newEdge (...);

    ...

    setSomeAttribute (int x);

    setSomeOtherAttribute (float f);

    ...

    private:

    std::vector<GraphEntry *> m_entries;
};

整个事情描述了一个图结构，它可以在它的节点和边上保存一些属性。 Value 只是一个基类，派生类可以保存任意类型的值，例如 int 或 std::string。

编辑 2: 在 Windows 下，我使用以下标志:-DRELEASE -DNDEBUG -DQT_NO_DEBUG -DQT_NO_DEBUG_OUTPUT -D_CRT_SECURE_NO_DEPRECATE -D_CRT_NONSTDC_NO_DEPRECATE -DNOMINMAX/O2/MD/Gy/EHsc

编辑 3: 内存使用情况是从 linux 下的/proc 文件中读取的(如 memuse)。 在 Windows 下，会调用一些 WinAPI 函数，但我不是这方面的专家，所以我只能说这些。

编辑 4: 使用 /GS- 和 -D_SECURE_SCL 结果 Last process take 170.281 s and used not more than 1391 MB (RSS 1393 MB) of memory/p>

最佳答案

您会发现 Windows 上的内存使用量大约高出 1 到 2 倍。抛开堆算法，Windows malloc() ，以及随后通过 new 在堆上分配的任何数据结构(例如 std::map 具有默认分配器类型的节点)对齐到 16 字节。在 Linux 上，glibc defaults to 8 byte alignment .假设由于碎片、未使用页面的优化收割等导致的差异有所平滑，您可以预期差异会变得不那么明显

快速检查您的代码表明映射键和值类型应分别为 4 字节和 8 字节(Symbol 和 Attribute)。这些将在 Linux 上舍入到 8 个字节，在 Windows 上舍入到 16 个字节。您应该有相同数量的映射节点，至少在 MSVC 实现中，这些看起来至少消耗 22 个字节，MSVC 将由于其成员对齐规则将其扩展到 32 个，这也是其 malloc 粒度。 GCC 会将其扩展到 24，这意味着 MSVC 中大约总共有 48 个字节，而 GCC/Linux 的每个节点只有 32 个。 在 Windows 上大约多使用 50% 的内存。

这是MSVC中使用的节点结构，如果你有兴趣，我可以查看GCC的等价物:

struct _Node
    {   // tree node
    _Nodeptr _Left; // left subtree, or smallest element if head
    _Nodeptr _Parent;   // parent, or root of tree if head
    _Nodeptr _Right;    // right subtree, or largest element if head
    value_type _Myval;  // the stored value, unused if head
    char _Color;    // _Red or _Black, _Black if head
    char _Isnil;    // true only if head (also nil) node

我会为那些不熟悉内存使用如何工作的人补充，有几个因素在起作用:

  • 内存以 block 的形式分配，四舍五入到所用分配机制的对齐的下一个倍数。对于堆，正在使用 malloc() 对齐规则(除非您颠覆通常的堆或使用其他一些非默认的分配器)。
  • 虚拟内存由系统以称为页面的 block “提供”，页面是帧大小的整数倍，这超出了这个问题的范围。这对答案的影响很小，因为内存使用量与所讨论的页面大小 (4K) 相比非常大，而页面大小又与使用中的对齐方式(8 和 16)相比非常大。

关于c++ - STL 数据结构的内存使用，Windows 与 Linux，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4095637/

ampWindowscodesectionc++stlmemory-management

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