delete記憶體釋放機制

同事在項目中使用new/delete的時候發現一個奇怪的現象：

int32_t i;
std::queue<char *> qTest;
for (i = 0; i < 100000; i ++) {
    char *p = new char[100];
    qTest.push(p);
    char *p1 = qTest.front();
    delete[] p1;
    qTest.pop();
}

當在一個迴圈內，如果申請空間，在迴圈內並釋放掉，記憶體不會引起增長，即使重複上面的單元也不會增長記憶體，但是當：

int32_t i;
std::queue<char *> qTest;
for (i = 0; i < 100000; i ++) {
    char *p = new char[100];
    qTest.push(p);
    //char *p1 = qTest.front();
    //delete[] p1;
    //qTest.pop();
}
while( !qTest.empty() ) {
    char *p1 = qTest.front();
    delete[] p1;
    qTest.pop();
}

而發現通過delete[]後，記憶體並沒有減少，即使重複上面的單元，記憶體只會增加，不會減少，用valgrind的memcheck工具查看，也無記憶體流失。
其實，這個與malloc的實現有關，一般來說，系統都會有預設的malloc行為，一般來說（針對FreeBSD和Linux系列），對於大於1M的資料，malloc行為會直接調用系統的介面，直接向作業系統申請一塊比資料區塊更大記憶體，然後劃分成若干過chunk單元（這裡會有一些演算法設計），而這些chunk分配給資料後，肯定還會剩下很多的trunk單元，留給以後的分配用，但這裡耗費系統資源，代價較大；而對於小於等於1M的資料，則malloc行為會利用那些trunk單元，佔用系統資源少，速度快。同理free的時候，資料佔用的記憶體被釋放，如果大於1M，則系統會回收掉記憶體，節省資源，而小於等於1M的資料，則記憶體釋放時，不會還給作業系統，以空trunk形式存在，並由當前進程空間維護著。說到底，這種策略就是一個記憶體池的概念。
記憶體池靈活度更加方便，一般來說（針對FreeBSD和Linux系列），每個trunk最小容納的位元組數是16bytes，而自行設計的記憶體池，可以更加最佳化，節省大量產生的記憶體片段，像上面的代碼就是因為記憶體雖然釋放，但是這些記憶體都沒有還給作業系統，導致記憶體片段越來越多，最好的設計方式就是使用一個記憶體池，針對經常使用的分配大小，可以多分配這樣的trunk，而其他大小的trunk可以少產生，從而達到最佳化目的。
另外，也可以使用mallopt來直接調整malloc的行為：

int mallopt (int PARAM, int VALUE)

     When calling `mallopt', the PARAM argument specifies the parameter
     to be set, and VALUE the new value to be set.  Possible choices
     for PARAM, as defined in `malloc.h', are:

    `M_TRIM_THRESHOLD'
          This is the minimum size (in bytes) of the top-most,
          releasable chunk that will cause `sbrk' to be called with a
          negative argument in order to return memory to the system.

    `M_TOP_PAD'
          This parameter determines the amount of extra memory to
          obtain from the system when a call to `sbrk' is required.  It
          also specifies the number of bytes to retain when shrinking
          the heap by calling `sbrk' with a negative argument.  This
          provides the necessary hysteresis in heap size such that
          excessive amounts of system calls can be avoided.

    `M_MMAP_THRESHOLD'
          All chunks larger than this value are allocated outside the
          normal heap, using the `mmap' system call.  This way it is
          guaranteed that the memory for these chunks can be returned
          to the system on `free'.  Note that requests smaller than
          this threshold might still be allocated via `mmap'.

    `M_MMAP_MAX'
          The maximum number of chunks to allocate with `mmap'.
          Setting this to zero disables all use of `mmap'.
值得注意的是mallopt是malloc底層的函數，需要使用info mallopt來查看相關協助資訊。

[From:http://my.huhoo.net/archives/2010/05/malloptmallocnew.html]

關於mallopt:

http://www.man7.org/linux/man-pages/man3/mallopt.3.html