强制 free() 将 malloc 内存返回给操作系统

问题描述：

似乎即使我释放了由分配的 Linux 进程的所有内存malloc()，内存仍然为该进程保留，而不会返回给操作系统。

valgrind massif默认运行工具未发现任何泄漏。

运行valgrind结果--pages-as-heap=yes显示了这一点：

->13.77% (7,655,424B) 0x35FEEEB069: brk (brk.c:31)

->13.77% (7,655,424B) 0x35FEEEB113：sbrk (sbrk.c:53)

->13.77% (7,655,424B) 0x35FEE82717: __default_morecore (morecore.c:48)

->13.77% (7,655,424B) 0x35FEE7DCCB: _int_malloc (malloc.c:2455)

->13.77% (7,655,424B) 0x35FEE7F4F1: malloc (malloc.c:2862)

因此，即使内存已被释放free()，但似乎malloc调用了brk/sbrk并没有将其返回给操作系统。

我如何强制立即free()调用sbrk()并将所有内存返回给操作系统？

我正在一个非常低端的平台上运行，每个 MB 都很重要。

提前致谢。

解决方案 1：

使用 glibc malloc 尝试调用malloc_trim函数。它没有很好的文档记录，并且在 2007 年左右（glibc 2.9）内部发生了变化 - https://stackoverflow.com/a/42281428。

自 2007 年以来，此功能将：遍历所有 malloc 内存区域（用于多线程应用程序）进行修剪和 fastbin 合并；并完全释放所有对齐的（4KB）页面。

https://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=commit;f=malloc/malloc.c;h=68631c8eb92ff38d9da1ae34f6aa048539b199cc

Ulrich Drepper 2007 年 12 月 16 日星期日 22:53:08 +0000（22:53 +0000）

• malloc/malloc.c (public_mTRIm)：遍历所有领域并对所有领域调用 mTRIm。

（mTRIm）：另外迭代所有空闲块并使用 madvise 释放所有包含至少一个内存页的块的内存。

https://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=blobdiff;f=malloc/malloc.c;h=c54c203cbf1f024e72493546221305b4fd5729b7;hp=1e716089a2b976d120c304ad75dd95c63737ad75;hb=68 631c8eb92ff38d9da1ae34f6aa048539b199cc;hpb=52386be756e113f20502f181d780aecc38cbb66a

+  malloc_consolidate (av);
...
+  for (int i = 1; i < NBINS; ++i)
...
+        for (mchunkptr p = last (bin); p != bin; p = p->bk)
+         {
...
+               /* See whether the chunk contains at least one unused page.  */
+               char *paligned_mem = (char *) (((uintptr_t) p
+                                               + sizeof (struct malloc_chunk)
+                                               + psm1) & ~psm1);
...
+               /* This is the size we could potentially free.  */
+               size -= paligned_mem - (char *) p;
+
+               if (size > psm1)
+                 {
...
+                   madvise (paligned_mem, size & ~psm1, MADV_DONTNEED);

因此，调用malloc_trim会将几乎所有释放的内存释放回操作系统。只有包含仍未释放的数据的页面才会被保留；当使用 MADV_DONTNEED 进行 madvised 时，操作系统可能会取消映射或不取消映射物理页面，而 Linux 通常会取消映射。madvised 页面仍计入 VSIZE（进程的总虚拟内存大小），但通常有助于减少 RSS（进程使用的物理内存量）。

或者，您可以尝试切换到替代的 malloc 库：tcmalloc（gperftools / google-perftools）或 jemalloc（facebook），它们都具有将释放的内存返回给操作系统的严格规则（使用 madvise MADV_DONTNEED 甚至MADV_FREE）。

解决方案 2：

让操作系统回收内存的唯一可靠且可移植的方法是退出该进程并重新启动它，恢复继续所需的任何状态。

当然，根据您的需要使用 brk/sbrk 编写自己的 malloc/free 实现是另一种选择。