“AnyCPU”平台目标上的内存分配模式

Question

我故意在一个简单的 C# 程序中泄漏内存，以了解有关 .NET 如何管理这方面的更多信息。这是使用int[]数组完成的，每个数组的大小为 1000 万，每 100 毫秒声明一次。数组的元素不会被“触及”（如分配一个值），以免将数据带入进程的工作集中：

const int BlockSIZE = 10000000;  // 10 million
const int noOfBlocks = 500;
int[][] intArray = new int[noOfBlocks][];

for (int k = 0; k < noOfBlocks; k++) {
    intArray[k] = new int[BlockSIZE];
    Console.WriteLine("Allocated (but not touched) for array {0}: {1} bytes", k, BlockSIZE);
    System.Threading.Thread.Sleep(100);
}

我正在使用 VMMap（Mark Russinovich 构建的工具）来查看内存是如何分配的。该版本是最新版本（3.25，2018 年发布），因此它了解托管堆。

在具有 8 GB RAM 的 x64 Windows 10 计算机上使用 Visual Studio 2015 来编译和生成文件.exe。根据Platform target项目“构建”部分中的设置，可以看到与如何分配内存相关的不同结果，如下所示。

当Platform target设置为 时x86，提交的内存会增长直至接近 2 GB 标记，然后抛出内存不足错误。该值是预期的，因为 2 GB 是 x86 架构上用户虚拟地址空间的限制（我没有使用 IncreaseUserVA，这会使此值达到 3 GB稍后编辑：这并不完全正确 - 请参阅 David 的答案如下）。在这种情况下，VMMap 的输出如下。正如预期的那样，大多数提交的数据都属于托管堆类别。

当Platform target设置为 时x64，承诺区域将按预期持续增长。最终该应用程序需要被终止，因为它不断分配内存。这也在意料之中，因为只要可用 RAM + 分页文件的总量能够适应增长，64 位 Win10 机器的理论限制是每个用户虚拟地址空间 128 TB（受当前处理器的限制）因为它们只使用虚拟地址中可用的 64 位中的 48 位）。VMMap 的输出如下。同样，大多数提交的字节都属于托管堆类别。

当Platform target设置为Any CPU并Prefer 32-bit勾选 时（这实际上是 Visual Studio 2015 中的默认设置），结果并不那么简单。首先，当提交的内存达到大约 3.5 GB 时，会抛出内存不足异常。其次，托管堆中的私有字节仅增长到约 1.2 GB，之后私有数据类别将注册接下来要分配的数据。VMMap 的输出如下。

为什么分配会发生如最后一段中所述的Any CPU+Prefer 32-bit设置？具体来说，为什么大量数据列在“私有数据”而不是“托管堆”下？

稍后编辑：添加内联图片以获得更好的清晰度。

Answer 1

LARGEADDRESSAWARE 在 Windows64 (wow64) 上运行的 Windows 下的 32 位进程具有 4GB 用户模式虚拟地址空间 (VAS)，因为内核内存是 64 位，并且不需要映射到使用 32 位指针可寻址的 4GB。而且您不必使用启动 Windows 即可/3GB switch获得它。

针对 X86 进行编译时，您可能期望在 32 位和 64 位平台上有相同的行为，因此不设置 LARGEADDRESSAWARE 标志是有意义的。这也可能是向后兼容性所迫。在过去，一些 32 位库（错误）使用了指针的高位，因此历史上将 32 位程序限制为 2GB 是一种安全设置。

AnyCPU+Prefer 32 位是较新的设置，默认设置为 LARGEADDRESSAWARE，以便您更好地访问 64 位平台上的资源。