realloc失败的几率是多少？

Question

当它的可用内存耗尽时是否会失败malloc？或者是否有其他原因？

Answer 1

任何的分配功能(malloc,realloc,calloc,和POSIX, posix_memalign)可能失败对于任何的下列原因,以及其它可能的:

• 您已经用完了整个虚拟地址空间,或者至少耗尽了它的可用部分.在32位机器上,只有4GB的地址,可能还有1GB左右的内存供OS内存使用.即使您的计算机具有16GB的物理内存,单个进程也不能使用超过它的地址.
• 您没有用尽您的虚拟地址空间,但是您已将其碎片严重到没有所请求大小的连续范围的地址可用.如果您成功分配6个512MB块,每隔一个块释放一次,然后尝试分配1GB块,则可能会发生这种情况(在32位计算机上).当然,还有很多其他具有较小内存大小的示例.
• 您的机器已经耗尽了物理内存,这可能是由于您自己的程序已经全部使用过,或者是机器上运行的其他程序已经使用了所有内存.一些系统(默认配置中的Linux)将过度使用,这意味着malloc在这种情况下不会失败,但是当OS计算出没有足够的物理内存时,操作系统将会杀死一个或多个程序.但是在健壮的系统(包括禁用过度使用的Linux)上,malloc如果没有物理内存,则会失败.

请注意,严格来说,分配函数可以随时以任何理由失败.最小化失败是一个实施质量问题.realloc即使减小对象的大小,也可能会失败; 这可能发生在严格按大小分配分配的实现上.当然,在这种情况下,您可以继续使用旧的(较大的)对象.

Answer 2

你应该认为是realloc这样工作的：

void *realloc(void *oldptr, size_t newsize)
{
   size_t oldsize = __extract_size_of_malloc_block(oldptr);
   void *newptr = malloc(newsize);

   if (!newptr)
     return 0;

   if (oldsize > newsize)
     oldsize = newsize;

   memcpy(newptr, oldptr, oldsize);
   free(oldptr);
   return newptr;
}

一个实现可能能够比这更有效地处理特定情况，但完全按照所示工作的实现是 100% 正确的。这意味着realloc(ptr, newsize)可能会失败任何时候malloc(newsize)都会失败；特别是即使您正在缩小分配，它也可能会失败。

现在，在现代桌面系统上，有充分的理由不要尝试从malloc故障中恢复，而是包装malloc在一个函数（通常称为xmalloc）中，如果malloc失败则立即终止程序；自然，同样的论点适用于realloc。案例是：

1. 桌面系统通常以“过度使用”模式运行，假设程序实际上不会使用所有地址空间，内核会很高兴地分配比 RAM+swap 支持的地址空间更多的地址空间。如果程序确实尝试使用所有这些，它将被强行终止。在这样的系统上， malloc 只有在耗尽地址空间时才会失败，这在 32 位系统上不太可能，而在 64 位系统上几乎不可能。
2. 即使您没有处于过度使用模式，桌面系统也有可能拥有如此多的 RAM 和交换空间，以至于在您导致malloc失败之前很久，用户就会厌倦他们的磁盘抖动并强行终止您的程序。
3. 没有实用的方法来测试从分配失败中恢复；即使您有一个可以精确控制哪些调用malloc失败的 shim 库（这些 shim 最多很难创建，最坏情况下不可能创建，具体取决于操作系统），您也必须测试 2 ^{N 个}失败模式的顺序，其中 N 是在你的程序中调用 malloc 的次数。

论点 1 和 2 不适用于嵌入式或移动系统（但！）但论点 3 在那里仍然有效。

参数 3 仅适用于必须在每个调用站点检查和传播分配失败的程序。如果您很幸运地使用 C++，因为它打算使用（即有例外），您可以依靠编译器为您创建错误恢复路径，因此测试负担会大大减少。并且在当今值得使用的任何高级语言中，您都有异常和垃圾收集器，这意味着即使您愿意，也不必担心分配失败。

Answer 3

我想说它主要是特定于实现的。有些实施很可能会失败。有些可能会在重新分配之前使程序的其他部分失败。始终保持防御状态并检查是否失败。

并记住释放您尝试重新分配的旧指针。

ptr=realloc(ptr,10);

总是可能存在内存泄漏。

总是这样做：

void *tmp=ptr;
if(ptr=realloc(ptr,10)==NULL){
  free(tmp);
  //handle error...
}