unordered_map：clear() 不会在 clear() 上释放堆 [重复]答案

【问题标题】：unordered_map: clear() does not release heap on clear() [duplicate]unordered_map：clear() 不会在 clear() 上释放堆 [重复]
【发布时间】：2017-07-20 16:01:25
【问题描述】：

我在 Solaris 10 上使用 g++ 4.9.2 使用 unordered_map，但令人惊讶的是，我发现 clear() 不会释放堆。这是示例代码：

#include <iostream>
#include <unordered_map>

int main ()
{
  std::unordered_map<long long, long long> mymap;
  mymap.rehash(200000);
  getchar();
  for (int i = 0; i < 2000000; i++) {
    mymap[i] = i*i;
  }
  std::cout << "current bucket_count: " << mymap.bucket_count() << std::endl;
  std::cout << "current size: " << mymap.size() << std::endl;
  getchar();
  mymap.clear();
  std::cout << "current bucket_count: " << mymap.bucket_count() << std::endl;
  std::cout << "current size: " << mymap.size() << std::endl;
  getchar();
  return 0;
}

当程序等待 getchar() 时，我正在观察程序的堆大小。而且，这是通过pmap -x <PID> | grep heap找到的堆快照

1. While waiting on 1st getchar(): `0002C000     792     792     792       - rwx--    [ heap ]`

2. After 1st getchar(): it prints:

    current bucket_count: 3439651
    current size: 2000000
Heap shows while waiting on 2nd getchar():

    0002C000    3920    3920    3920       - rwx--    [ heap ]
    00400000   73728   72272   72272       - rwx--    [ heap ]

3. After 2nd getchar(): it prints:

    current bucket_count: 3439651
    current size: 0
Heap shows while waiting on 2nd getchar():
0002C000    3920    3920    3920       - rwx--    [ heap ]
00400000   73728   72272   72272       - rwx--    [ heap ]

这表明（第 3 步）clear() 对堆没有影响。虽然，文档说，

std::unordered_map::clear
void clear() noexcept;
Clear content
All the elements in the unordered_map container are dropped: their destructors are called, and they are removed from the container, leaving it with a size of 0.

但是，我的堆计数并没有反映这一点。还有其他方法可以释放 unordered_map 对象占用的堆吗？或者，我应该使用其他东西吗？请指导如何从 unordered_map 释放内存？

【问题讨论】：

您从“文档”中得到的引用并没有说明释放地图内部使用的内存，只是地图将变为空。它显然是（因为您将大小打印为零）。
我认为您必须了解大小和容量之间存在差异，它不会释放底层数据结构，即使它确实释放了用于包含元素的内存。当您调用 clear 时，它可能会调用析构函数并将某个大小变量设置为 0，但不会释放容器持有的内存。
从操作系统获取内存以返回以响应new 调用，C++ 运行时库在进程结束之前不会释放它。

标签： c++ memory-leaks heap-memory unordered-map dynamic-allocation

【解决方案1】：

您的地图内容已被删除。与磁盘中的文件类似（仅从索引中删除）。如果下次可以使用，释放内存就没有效果了。

如果你不会真正释放地图内存，你需要销毁整个对象。或者您可以尝试使用零调用void reserve( size_type count );。（没试过）

【讨论】：

reserve(0) 可能不起作用，因为它不具有约束力，并且保留值会小于容量。

【解决方案2】：

unordered_map: clear() 不会在 clear() 上释放堆

C++ 标准不要求clear 释放内存。

但是，我的堆数并没有反映出来。

文档没有提到堆。元素的析构函数被调用，正如您所确认的，大小为 0。如果您添加新元素，它们可能会重用之前清除的元素使用的内存。

还有其他方法可以释放 unordered_map 对象占用的堆吗？

销毁地图肯定会释放其所有内存。

mymap.rehash(0) 也可能有效。

然而，仅仅因为内存被释放给实现（通过调用free），并不意味着实现一定会释放内存给操作系统。实现可能会决定将内存重用于其他分配（尽管这仅适用于小分配）。

在 C++ 中没有执行此操作的标准方法，但 Linux 提供了一个函数 malloc_trim，它将尝试将已释放的内存从堆顶释放到操作系统。

【讨论】：

【解决方案3】：

内存没有被释放，因为地图应该继续使用，直到它超出范围或被删除。对于这个合理的默认用例，重新分配会导致不必要的开销。我的建议：

如果确实不再需要它，请将其范围限制在您需要的地方，分别对具有适当范围的地图使用智能指针。
如果您仍然需要它，但暂时不需要，或者只有更少的元素，swap 它带有一个空的临时地图（随后将被删除）。
显式调用析构函数并在原地重新创建新地图。

【讨论】：