編寫Linux C++程序如何影響VIRT（虛存）和RES（實存/常駐內存）

轉載目的，主要是爲了理解lVIRT虛擬內存、RES常駐內存、共享內存SHR、SWAP和實際程序應用如何對應的。

 

在Linux命令行中執行top命令，能夠查詢到全部進程使用的VIRT虛擬內存、RES常駐內存和共享內存SHR。

那麼，什麼是VIRT虛擬內存、RES常駐內存和共享內存SHR？咱們編寫的Linux C++程序如何影響它們呢？

查閱資料後，概括一下。

VIRT：

一、進程「須要的」虛擬內存大小，包括進程使用的庫、代碼、數據，以及malloc、new分配的堆空間和分配的棧空間等；

二、假如進程新申請10MB的內存，但實際只使用了1MB，那麼它會增加10MB，而不是實際的1MB使用量。

三、VIRT = SWAP + RES

RES：

一、進程當前使用的內存大小，包括使用中的malloc、new分配的堆空間和分配的棧空間，但不包括swap out量；

二、包含其餘進程的共享；

三、若是申請10MB的內存，實際使用1MB，它只增加1MB，與VIRT相反；

四、關於庫佔用內存的狀況，它只統計加載的庫文件所佔內存大小。

五、RES = CODE + DATA

SHR：

一、除了自身進程的共享內存，也包括其餘進程的共享內存；

二、雖然進程只使用了幾個共享庫的函數，但它包含了整個共享庫的大小；

三、計算某個進程所佔的物理內存大小公式：RES – SHR；

四、swap out後，它將會降下來。

SWAP：

      只有當物理內存耗盡時纔會使用到，linux的swap原則是儘可能使用物理內存。

測試以下：

一）

#include <iostream>

int main()
{
    char * p = new char [1024*1024*512];
    getchar();
    return 0;
}

top結果以下：

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND

401 huyiyang  17   0  523m  916  792 S  0.0  0.0   0:00.00 ./main

VIRT包含了new出來的512MB空間，可是RES不包含該空間。即剛new出來的空間，若是沒有使用，會放入SWAP中，並不在內容中真實的分配物理內存。

二）

#include <iostream>

int main()
{
    char * p = new char [1024*1024*512];
    memset(p, 0, 1024*1024*512);
    getchar();
    return 0;
}

top結果以下：
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                              

32604 huyiyang  17   0  523m 512m  792 S  0.0 26.2   0:00.33 ./main

VIRT包含new出來的512MB空間，RES包含目前使用的memset的512M空間。即new出來的空間被使用後，會真實分配物理內存。

三）

#include <iostream>

int main()
{
    char * p = new char [1024*1024*512];
    memset(p + 1024*1024*128, 0, 1024*1024*128);
    getchar();
    return 0;
}

top結果以下：
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
456 huyiyang  17   0  523m 128m  792 S  0.0  6.6   0:00.07 ./main

VIRT包含new出來的512MB空間，RES包含目前使用的memset的128M空間。即new出來的空間，若是隻使用部分，則只分配部分物理內存。

四）

#include <iostream>

int main()
{
    char p[1024*1024*10];
    getchar();
    return 0;
}

top結果以下：
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND

544 huyiyang  17   0 21568  884  760 S  0.0  0.0   0:00.00 ./main

沒有使用的棧空間，VIRT會包含（沒有使用的棧空間會在SWAP中）。

五）

#include <iostream>

int main()
{
    char p[1024*1024*10];
    memset(p, 0, 1024*1024*10);
    getchar();
    return 0;
}

top結果以下：

PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND

  561 huyiyang  17   0 21568  10m  760 S  0.0  0.6   0:00.00 ./main

已經使用的棧空間，VIRT和RES都會包含。

六）

#include <iostream>

int main()
{
    char ** pp = new char * [1024];
    for(int i=0;i<1024;i++)
    {
        pp[i] = new char [1024*1024*512];
        memset(pp[i], 0, 1024*1024*512);
        printf("p%d\n", i);
        getchar();
    }
    return 0;
}

第一個循環時：

  PID USER       PR  NI  VIRT    RES   SHR S %CPU %MEM    TIME+  SWAP COMMAND

 3627 huyiyang  18   0  523m 512m  836   S       0.0        26.2    0:00.34  10m ./main

第二個循環時：

  PID USER       PR  NI  VIRT    RES   SHR S %CPU %MEM    TIME+  SWAP COMMAND

 3627 huyiyang  18   0 1035m 1.0g  836    S     0.0      52.4      0:00.69  10m     ./main

第三個循環時：

  PID   USER      PR  NI  VIRT   RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  SWAP COMMAND                                                                                                         
 3627 huyiyang  18   0 1547m 1.5g    836 S     0.0       78.5   0:01.03    10m     ./main

在個人服務器上，當執行到第四個循環時，而且有其餘程序佔用較大內存的狀況下，top結果以下：

  PID USER       PR  NI  VIRT    RES   SHR S %CPU %MEM    TIME+  SWAP COMMAND

 3427 huyiyang  16   0 2059m 711m  836 S  0.0        36.4       0:01.45 1.3g     ./main

出現了swap out的狀況。