为什么malloc分配的内存空间比我要求的要多？[副本]

Question

我发现malloc（）分配的内存空间比我要求的要多。

struct { void *ptr; int var; } msg;   // 16 bytes (checked by sizeof())

for (int i = 0; i < 100000000; i++)
    malloc(sizeof(msg));

正如前面提到的代码一样，malloc（）实际上为每个函数调用分配了32个字节（由top计算），但valgrind实际上只显示了每个调用16个字节。

为什么malloc分配的内存空间比我要求的要多，以及如何强制malloc（）不要浪费那么多内存空间？

令人惊讶的是，即使结构为24字节，它也分配32字节，所以我猜内存空间被浪费了。我不确定malloc（）是否应该分配32字节的倍数。如果是真的，那么内存空间就被浪费了。

已编辑：

我测试过其他情况。

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|    n    | memory usage of malloc(n) |
+---------+---------------------------+
|  1 ~ 24 |         32 bytes          |
+---------+---------------------------+
| 25 ~ 40 |         48 bytes          |
+---------+---------------------------+
| 41 ~ 56 |         64 bytes          |
+---------+---------------------------+

如果n不是16*m 8，m ∈ ℕ. 当n等于22时，由于内存对齐而浪费的一些内存空间是可以理解的，但当n等于16时，它仍然应该被视为浪费。在大多数平台上，最小内存访问单元的大小为4字节或8字节，那么为什么GCC实现每次增加选择16字节。

Answer 1

分配的多余字节（即开销）是特定于实现的，实现中的内存管理器分配内部跟踪/内部管理所需的内存。内存空间不会被视为浪费。您的担忧是真实的，尤其是当您看到数以百万计的小分配时——这将导致大量堆内存碎片，当然还有巨大的开销。因此，我可以想出两种选择——编写堆分配器或更好地使用由他人编写/测试/共享的内存管理器——从脸书的jemalloc或谷歌的tcmalloc开始-

Answer 2

由malloc（）、calloc（）等分配的任何额外内存（如果有的话）是系统的实现定义方面，不是由C指定的。

检查编译器的规范以确定原因。通常是为了内存管理。

要强制使用不同的分配方案，请重写malloc（）或使用您自己的内存分配函数。

Answer 3

malloc（）具有非常显着的运行时开销。GNU C库使用基于dlmalloc（“Doug Lea's Malloc”）的ptmalloc。

堆上的内存分配为“块”，这是一个包含标头和可用内存的8字节对齐数据结构。分配的内存包含块大小和使用标志的8或16字节开销。未分配的块还存储指向可用空间区域中其他空闲块的指针，使最小块大小24字节。

未分配的内存被分组到大小相似的“容器”中，通过使用区块的双链接列表实现（指针存储在区块内的未分配空间中）。

对于256字节以下的请求（“小箱”请求），使用简单的二次方最佳拟合分配器。如果该箱中没有可用块，则下一个最高箱中的块被一分为二。

你可以在这里了解更多