关于Windows下堆内存的申请与释放我们都知道，C语言中要动态申请内存需要调用malloc函数，释放动态内存需要调用free函数。内存的申请与释放都是在堆(Heap)上进行的。当然，所谓的内存，都是虚拟内存。 我们都知道，C语言中要动态申请内存需要调用malloc函数，释放动态内存需要调用free函数。内存的申请与释放都是在堆(Heap)上进行的。当然，所谓的内存，都是虚拟内存。 C语言中的malloc和free，在windows中主要是通过HeapAlloc和HeapFree来实现的。 每个进程在初始化的时候，会调用RtlProcessHeap()函数构造进程的HEAP对象，这个对象用来管理进程的堆内存。 当我们使用malloc申请一段内存时，我们要指定大小，但是使用free释放的时候，只是指定要释放的内存起始地址即可。 如： int_*p = (int*)malloc(100_*sizeof(int)); // 申请100个int大小的一段内存 ... // 其他操作 free(p); // 释放p所指向的内存 那么我们必定会产生疑问，系统是怎么知道或记录给定指针所指向的动态内存的大小的呢？ windows的实现方案很简单，就是在每一段动态内存的上部保存该段内存的大小等相关信息，这也就说明了，当我们使用堆内存时，会有额外的系统开销，windows中是通过如下一个结构体来保存相关信息的： (WRK中的定义，在XP和win7下测试符合，win2000源码中的定义与此不同) view plain typedef struct _RTL_HEAP_ENTRY { SIZE_T Size; // 指示该段内存的大小 USHORT Flags; USHORT AllocatorBackTraceIndex; union { struct { SIZE_T Settable; ULONG Tag; } s1; // All other heap entries struct { SIZE_T CommittedSize; PVOID FirstBlock; } s2; // RTL_SEGMENT } u; } RTL_HEAP_ENTRY, *PRTL_HEAP_ENTRY; 因为free释放内存的时候要依赖于该结构体中的信息，所以对于不是malloc返回的地址或已被释放过的地址，该结构的内容一般是不正确的，这也就是free会出错的原因。 如： int_*p = (int*)malloc(100_*sizeof(int)); // 申请100个int大小的一段内存 ... // 其他操作 free(p); // 释放p所指向的内存 free(p); // 再次释放已释放的内存，会出错，因为RTL_HEAP_ENTRY已经不再有效。 所以当我们释放指针所指的动态内存后，我们最好将指针赋值为NULL，因为free一个值为NULL的地址，不会有任何错误。 再如： int_*p = (int*)malloc(100_*sizeof(int)); // 申请100个int大小的一段内存 ... // 其他操作 //比如我们想释放部分内存 int_*q = p + 20; free(q); // 释放q所指向的内存，会出错，因为地址q所对应的RTL_HEAP_ENTRY结构体信息是无效的 所以free只能释放malloc返回的有效地址。 下面通过一个程序验证一下： view plain #include #include typedef struct _RTL_HEAP_ENTRY { SIZE_T Size; USHORT Flags; USHORT AllocatorBackTraceIndex; union { struct { SIZE_T Settable; ULONG Tag; } s1; struct { SIZE_T CommittedSize; PVOID FirstBlock; } s2; } u; } RTL_HEAP_ENTRY, *PRTL_HEAP_ENTRY; int main() { PRTL_HEAP_ENTRY pHeapEntry; int *p; for(int i = 0; i < 1000; i++) { p=(int*)malloc(i); pHeapEntry=(PRTL_HEAP_ENTRY(p)-1); printf("i: %d, size: %d\n", i, pHeapEntry->Size); free(p); } return 0; } 输出结果是： i: 0, size: 0 i: 1, size: 1 i: 2, size: 2 ... i: 999, size: 999 总结：本文根据windows源码简单的分析了windows对C库函数free的实现中对内存大小信息的记录方法。 责编：何先辉  微信扫一扫实时了解行业动态 著作权声明：畅享网文章著作权分属畅享网、网友和合作伙伴，部分非原创文章作者信息可能有所缺失，如需补充或修改请与我们联系，工作人员会在1个工作日内配合处理。 |
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