当 Overcommit 禁用时，malloc() 在 Linux 上返回 NULL 的原因是什么？
2024-03-22 00:50:38
引言
在 Linux 系统中，内存管理是至关重要的，尤其是在涉及内存分配和释放时。malloc() 函数是一个标准库函数，用于分配内存，而 overcommit 是 Linux 中的一个设置，允许分配超过系统实际可用的物理内存。当 overcommit 已禁用时，malloc() 可能会在某些情况下返回 NULL，本文将探究导致这种情况的确切条件。
内存分配与 Overcommit
在 Linux 中，内存分配通过内核中的页表进行管理。页面是内存的基本分配单位，大小通常为 4KB。当进程需要分配内存时，它会向内核发出请求，内核会从可用的内存池中分配页面。
overcommit 是一项设置，允许分配超过物理内存的内存。当 overcommit 启用时，内核可以分配超出可用物理内存的虚拟内存页面。但是，这种分配是透支的，如果实际需要物理内存，内核将尝试通过换出其他页面来释放内存。
malloc() 返回 NULL 的条件
当 overcommit 已禁用时，malloc() 只有在以下情况下才会返回 NULL：
- 物理内存已满
- 交换空间已满
如果分配给 malloc() 的内存超过系统中实际可用的物理内存或交换空间，则 malloc() 也会返回 NULL。
此外，还有一些其他因素可能影响 malloc() 的行为：
- SReclaimable 内存
- 巨大页面
SReclaimable 内存
SReclaimable 内存是 Linux 中一种特殊的内存类别，它表示可以被内核回收但尚未被释放的内存。当 SReclaimable 内存不足时，即使物理内存和交换空间可用，malloc() 也可能会失败。
巨大页面
启用巨大页面可能会影响内存分配，因为巨大页面可以减少页面表的开销。然而，它不太可能完全防止 malloc() 在 overcommit 已禁用时返回 NULL。
结论
当 overcommit 已禁用时，malloc() 在 Linux 上返回 NULL 的确切条件是：
- 物理内存已满
- 交换空间已满
SReclaimable 内存和巨大页面的状态可能会影响 malloc() 的行为，但它们不太可能完全防止在 overcommit 已禁用时返回 NULL。
常见问题解答
Q1：当 malloc() 返回 NULL 时，我该如何解决？
A1：首先检查物理内存和交换空间是否可用。如果已满，则需要释放一些内存或增加交换空间。
Q2：为什么 overcommit 会影响 malloc() 的行为？
A2：当 overcommit 启用时，内核可以分配超出物理内存的虚拟内存。这可能会导致系统性能问题，因为内核需要换出其他页面以释放物理内存。
Q3：SReclaimable 内存如何影响 malloc()？
A3：SReclaimable 内存是尚未被释放的内存。当 SReclaimable 内存不足时，即使物理内存和交换空间可用，malloc() 也可能会失败。
Q4：巨大页面是如何影响内存分配的？
A4：巨大页面可以减少页面表的开销，这可能会影响内存分配。然而，它不太可能完全防止 malloc() 在 overcommit 已禁用时返回 NULL。
Q5：我可以采取哪些措施来避免 malloc() 返回 NULL？
A5：确保系统有足够的物理内存和交换空间。此外，应监视 SReclaimable 内存的使用情况，并在需要时采取措施释放内存。
