C 程序异常终止引起的潜在内存泄漏

Question

Windows 和 Linux.

当我在 C 程序中分配内存时，良好的编码要求我在程序结束前释放内存。

假设如下：

int main (int argc, char *argv[]) {
    char *f_name;
    FILE *i_file;

    f_name = malloc(some_amount);
    // put something in f_name */
    i_file = fopen(f_name, "r");
    if (i_file == NULL) {
        perror("Error opening file.");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    free(f_name);
    return EXIT_SUCCESS;
}

如果程序在我调用 "free" 之前终止，OS 会在程序退出时恢复任何未释放的内存吗？或者我会在系统重启之前蚕食我的 3Gb 左右的可用内存吗？

谢谢，马克。

Answer 1

在 Windows 和 Linux 等热门 OS 上您不必担心。

虚拟内存在进程终止时不复存在。所以它不可能在进程终止后泄漏。

物理内存永远属于OS，可以随意分配，不管你的进程是否还在运行。（除非你锁定你的分配，在这种情况下，当相应的虚拟内存映射被破坏时它不再被锁定，无论如何发生在进程终止时。）

有一些资源没有被清理（比如某些类型的共享内存），但这是非常奇特的。

当您调用 malloc 时，通常只保留后备存储（本质上是 RAM+swap）并创建虚拟内存映射（本质上是免费的）。当您第一次写入该虚拟内存映射时，内存 (RAM) 的物理页面将映射到它 "back" 它。该 RAM 始终属于 OS，可以随意使用，如果 OS 认为明智，它将重新将 RAM 用于其他目的。

当进程终止时，其地址space 不复存在。这意味着任何虚拟内存映射或保留都会消失。当虚拟内存映射消失时，未共享的物理页面的使用计数将降至零，从而释放这些物理内存页面。

值得详细了解这一点，因为如果您不了解幕后发生的事情，您很容易就边缘情况得出错误的结论。此外，这将为您提供一个框架，用于将文件映射、内存过度使用和共享内存等概念插入其中。

Answer 2

内存被 OS 回收。

有些程序（如网络服务器）永远不会退出，它们只是保持运行和服务请求。他们技术上分配的内存不需要归还。

Answer 3

确实，程序的内存分配会在进程终止时自动释放。但是，如果函数调用在该函数代码块中的 free() 或 delete 调用之前接收到异常，则内存不会被释放，除非它被智能指针或对象引用某种。自动释放已分配内存的一个推荐选项是使用 std::shared_ptr，如下所示：

void BadFunction(){
    char *someMemory = (char *)malloc(1024);
    DoSomethingThatMakesAnException();
    delete someMemory;// This never gets called!
}

void GoodFunction(){
    std::shared_ptr<char> someMemory = std::shared_ptr<char>((char *)malloc(1024));
    DoSomethingThatMakesAnException();
    // someMemory is freed automatically, even on exception!
}

Answer 4

在你的例子中，采用这个分支确实会导致内存泄漏：

f_name = malloc(some_amount);
// put something in f_name */
i_file = fopen(f_name, "r");
if (i_file == NULL) {
    perror("Error opening file.");
    exit(EXIT_FAILURE);            // <--- f_name leaks here!
}

这只是一次泄漏，在程序的整个生命周期中不会经常发生，并且常见的 OSes 会在终止时清理泄漏的内存。这不太可能成为影响系统范围性能的问题，但是 这将是 Valgrind 等工具突出显示的诊断，因此出于调试目的是明智的 free(f_name); 在你 exit(EXIT_FAILURE); 之前。

该终止不被视为异常，因为它是由对 exit 的调用引起的。尽管如此，由对 abort 的调用或发出的信号引起的异常终止很可能会在此泄漏之上复合。

will the OS recover any un-freed memory when the program exits?

C 标准没有要求 OS 存在，更不用说它恢复未释放的内存了。一些极简主义者 OSes 可能不会在您之后清理。同样，如果您的程序在脚本环境（即 CGI）中运行，或者它被蚀刻到芯片中（在这种情况下您可能不希望您的程序终止），那么您以后可能会遇到问题。

C 程序异常终止引起的潜在内存泄漏

C potential memory leak caused by abnormally terminating program

c

malloc

free

memory-leaks