Управление памятью в C++ STL в контейнерах

Question

Я кодирую некоторый критически важный код, который я должен убедиться, что он абсолютно свободен от утечек памяти. Я написал небольшую функцию, которая позволяет мне извлекать память во время выполнения, и я делаю измерения до и после выполнения некоторого кода (который должен быть утечкой), чтобы увидеть, остается ли использование памяти на том же уровне.

При отладке фрагмента кода, который «утечка», я, наконец, обнаружил, что виновником является векторный контейнер.

Минимальный код, который воспроизводит то, что я вижу, заключается в следующем:

vector<char*>* v = new vector<char*>(); 
int n = 1024*1024; 
while (n--) 
{ 
    v->push_back(new char[256]()); // A 
} 
for (vector<char*>::iterator it=v->begin() ; it!=v->end() ; ++it) 
{ 
    delete[] (*it); 
} 
delete v; 

Если вы бежите, что код (инвалидизирующую оптимизация компилятора, конечно, -O0) и положить некоторую ловушку в конце, чтобы программа не выйдет (например, cin.ignore();), вы увидите, что ваша программа должна использовать около 20 Мб или около того памяти.

Я хотел бы понять, почему это происходит. Есть строка, которую я обозначил A, где, если вы выделите большой массив символов, вы увидите, что «оставшаяся» память в конце тоже больше. Я бы не назвал это утечкой как таковой, потому что, по-видимому, память могла быть повторно использована, если я выделяю и заполняю другой контейнер STL, но все же я ожидал, что эта память полностью освободится, когда код закончится.

Может кто-то пролить свет на то, почему эта память все еще используется? И как я могу «освободить» его по-настоящему?

Некоторые подробности о моей среде компилятора:

Using clang++: Apple LLVM version 6.0 (clang-600.0.51) (based on LLVM 3.5svn) 
Target: x86_64-apple-darwin13.3.0 
Thread model: posix 

Compiling with: g++ -std=c++11 -g -Wall -Wextra -Wpedantic -O0 main.cc -o main.out 

Answer 1

Во-первых, нет никакого оправдания для динамического распределения вашего контейнера в вашем сценарии. Зачем?

Во-вторых, это контейнер char*, и, хотя он несет ответственность за их управление, вы сохраняете полную и единоличную ответственность за то, что они указывают (или не указывают) на!

Рассмотрите возможность использования vector<char>, unique_ptr<char>, string или что-то подобное, что в качестве элемента типа, чтобы позволить vector взять эту задачу.

И, наконец, имейте в виду, что среда выполнения использует свой собственный распределитель, построенный на примитивах ОС, поэтому выделение памяти напрямую не переводит на запрос к ОС, и не освобождает/не удаляет ее немедленно.
Выполнение этого было бы невероятно неэффективным.

Если вы действительно хотите, чтобы убедиться, освободила память возвращается к ОС, то есть в основном два варианта (которые оба включают написание собственных аллокатора, или найти и использовать один кто-то другой встроенный):

• Замените заменяемые глобальные функции распределения и освобождения на свои собственные.
• Используйте свой собственный распределитель только для этих распределений (стандартные контейнеры имеют значение, соответствующее распределителю, что означает, что вы можете предоставить свой собственный распределитель для каждого контейнера).

После того, как все будет готово, попросите своего распределителя высвободить все обратно в ОС.