Коли ви виходите з програми C, чи автоматично звільняється вимкнена пам’ять?

Скажімо, у мене є такий код С:

int main () {
  int *p = malloc(10 * sizeof *p);
  *p = 42;
  return 0;  //Exiting without freeing the allocated memory
}

Коли я компілюю та виконую цю програму C, тобто після виділення деякого місця в пам'яті, чи буде виділена ця пам'ять, яку я виділив, (тобто в основному займаю місце) після виходу з програми та завершення процесу?

Це залежить від операційної системи. Більшість сучасних (і всіх основних) операційних систем звільнять пам’ять, не звільнену програмою, коли вона закінчиться.

Покладатися на це - погана практика, і краще звільнити її явно. Справа не лише в тому, що ваш код виглядає погано. Ви можете вирішити, що хочете інтегрувати свою невелику програму в більшу, тривалу. Потім через деякий час вам доведеться витрачати години, відстежуючи витоки пам'яті.
Довіра до функції операційної системи також робить код менш портативним.

Загалом, сучасні операційні системи загального призначення очищаються після завершення процесів . Це необхідно, оскільки альтернативою є те, що система з часом втрачає ресурси і вимагає перезавантаження через програми, які написані погано або просто мають рідко трапляються помилки, які витокують ресурси.

Якщо програма явно звільнила свої ресурси, це може бути доброю практикою з різних причин, таких як:

• Якщо у вас є додаткові ресурси, які ОС не очищає при виході, наприклад, тимчасові файли або будь-які зміни стану зовнішнього ресурсу, тоді вам знадобиться код, щоб мати справу з усіма цими речами при виході, і це часто елегантно поєднується зі звільненням пам'яті.
• Якщо ваша програма почне тривати довше, ви не хочете, щоб єдиним способом звільнення пам'яті був вихід. Наприклад, вам може знадобитися перетворити вашу програму на сервер (демон), який продовжує працювати під час обробки багатьох запитів на окремі одиниці роботи, або ваша програма може стати невеликою частиною більшої програми.

Однак тут є причина пропустити звільнення пам'яті: ефективне вимкнення . Наприклад, припустимо, що ваша програма містить великий кеш-пам’ять. Якщо при виході він проходить всю структуру кеш-пам’яті і звільняє її поштучно, це не служить корисним цілям і витрачає ресурси. Особливо, розглянемо випадок, коли сторінки пам’яті, що містять ваш кеш, операційна система поміняла на диск; прогулюючи структуру та звільняючи її, ви повертаєте всі ці сторінки відразу в пам’ять , витрачаючи значний час та енергію без жодної користі, і, можливо, навіть викликаючи заміну інших програм у системі!

Як відповідний приклад, є високопродуктивні сервери, які працюють, створюючи процес для кожного запиту, а потім закінчуючи його завершенням; цим засобом їм навіть не потрібно відстежувати розподіл пам'яті і взагалі ніколи не робити звільнення чи збирання сміття, оскільки все просто зникає назад у вільну пам’ять операційної системи в кінці процесу. (Те саме можна зробити в процесі за допомогою користувальницького розподільника пам'яті, але вимагає дуже ретельного програмування; по суті, складання власного уявлення про «полегшені процеси» в процесі ОС).

Прошу вибачення за те, що я розмістив так довго після останнього допису в цій темі.

Ще один момент. Не всі програми роблять витончений вихід. Збої та ctrl-C тощо призводять до того, що програма виходить неконтрольованим способом. Якби ваша ОС не звільнила вашу купу, очистила стек, видалила статичні змінні тощо, зрештою ви зірвали б систему від витоків пам'яті або ще гірше.

Цікаво, що збої / розриви в Ubuntu, і я підозрюю в усіх інших сучасних ОС, мають проблеми з "оброблюваними" ресурсами. Сокети, файли, пристрої тощо можуть залишатися "відкритими", коли програма закінчується / аварійно завершує роботу. також хороша практика закрити що-небудь за допомогою "дескриптора" або "дескриптора" як частину прибирання до витонченого виходу.

Зараз я розробляю програму, яка активно використовує сокети. Коли я застряю в повішенні, мені доводиться виводити з нього ctrl-c, тим самим, скручуючи розетки. Я додав std :: vector, щоб зібрати список усіх відкритих сокетів та обробник sigaction, який ловить sigint і sigterm. Обробник проходить список і закриває розетки. Я планую зробити подібну процедуру очищення для використання до кидків, що призведе до передчасного припинення.

Хтось хоче прокоментувати цей дизайн?

Що відбувається тут ( у сучасній ОС ), так це те, що ваша програма працює у своєму власному "процесі". Це сутність операційної системи, яка наділена власним адресним простором, дескрипторами файлів і т. Д. Ваші mallocдзвінки виділяють пам'ять із "купи" або нерозподілених сторінок пам'яті, призначених вашому процесу.

Коли ваша програма закінчується, як у цьому прикладі, усі ресурси, призначені вашому процесу, просто переробляються / зносяться операційною системою. У випадку з пам’яттю всі призначені вам сторінки пам’яті просто позначаються як «вільні» та переробляються для використання в інших процесах. Сторінки - це концепція нижчого рівня, ніж те, що обробляє malloc - в результаті, особливості malloc / free просто змиваються, коли все це очищається.

Це моральний еквівалент того, що коли ви закінчили користуватися ноутбуком і хочете подарувати його другові, ви не турбуєтесь видаляти кожен файл окремо. Ви просто форматуєте жорсткий диск.

Все це сказано, як зазначають усі інші відповідачі, покладатися на це не є доброю практикою:

1. Ви завжди повинні програмувати, щоб піклуватися про ресурси, а на C це означає і пам’ять. У результаті ви можете вбудувати свій код у бібліотеку, або він може закінчитися працювати набагато довше, ніж ви очікували.
2. Деякі ОС (старіші та, можливо, деякі сучасні вбудовані) можуть не підтримувати таких жорстких меж процесу, і ваші розподіли можуть впливати на адресні простори інших.

Так. ОС очищає ресурси. Ну ... старі версії NetWare ні.

Редагувати: Як зазначив Сан-Хасінто, є, звичайно, системи (крім NetWare), які цього не роблять. Навіть у програмах, що викидають, я намагаюся створити собі звичку звільняти всі ресурси лише для того, щоб зберегти звичку.

Так, операційна система звільняє всю пам’ять, коли процес закінчується.

Це залежить, операційні системи зазвичай очищають його для вас, але якщо ви працюєте над, наприклад, вбудованим програмним забезпеченням, воно може не вийти.

Просто переконайтеся, що ви звільнили його, це може заощадити вам багато часу пізніше, коли ви, можливо, захочете інтегрувати його у великий проект.

Це насправді залежить від операційної системи, але для всіх операційних систем, які ви коли-небудь зустрінете, виділення пам’яті зникне, коли процес завершиться.

Я думаю, що пряме звільнення найкраще. Невизначена поведінка - це найгірше, тому, якщо у вас є доступ, хоча це все ще визначено у вашому процесі, зробіть це, є багато вагомих причин, які люди давали для цього.

Щодо того, де чи чи я, я виявив, що у W98 справжнім питанням було "коли" (я не бачив публікації, яка б це наголошувала). Невелика програма-шаблон (для введення MIDI SysEx, використовуючи різні пропущені місця) звільнила би пам'ять у біті WM_DESTROY WndProc, але коли я пересадив це на більшу програму, вона вийшла з ладу при виході. Я припускав, що це означає, що я намагався звільнити те, що ОС вже звільнила під час більшого очищення. Якщо я зробив це на WM_CLOSE, який потім називався DestroyWindow (), все працювало нормально, миттєвий чистий вихід.

Хоча це не зовсім те саме, що MIDI-буфери, є схожість у тому, що найкраще тримати процес у цілості, повністю очистити, а потім вийти. При скромних фрагментах пам'яті це дуже швидко. Я виявив, що багато маленьких буферів працювали швидше в процесі експлуатації та очищення, ніж менше великих.

Можуть існувати винятки, як хтось сказав, уникаючи витягування великих фрагментів пам'яті з файлу підкачки на диску, але навіть це може бути зведено до мінімуму, зберігаючи більше і менше виділених пробілів.