编写Linux C++程序如何影响VIRT（虚存）和RES（实存/常驻内存）

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在Linux命令行中执行top命令，可以查询到所有进程使用的VIRT虚拟内存、RES常驻内存和共享内存SHR。


那么，什么是VIRT虚拟内存、RES常驻内存和共享内存SHR？我们编写的linux C++程序如何影响它们呢？


查阅资料后，归纳一下。




VIRT：


1、进程“需要的”虚拟内存大小，包括进程使用的库、代码、数据，以及malloc、new分配的堆空间和分配的栈空间等；


2、假如进程新申请10MB的内存，但实际只使用了1MB，那么它会增长10MB，而不是实际的1MB使用量。


3、VIRT = SWAP + RES
RES：


1、进程当前使用的内存大小，包括使用中的malloc、new分配的堆空间和分配的栈空间，但不包括swap out量；


2、包含其他进程的共享；


3、如果申请10MB的内存，实际使用1MB，它只增长1MB，与VIRT相反；


4、关于库占用内存的情况，它只统计加载的库文件所占内存大小。


5、RES = CODE + DATA
SHR：


1、除了自身进程的共享内存，也包括其他进程的共享内存；


2、虽然进程只使用了几个共享库的函数，但它包含了整个共享库的大小；


3、计算某个进程所占的物理内存大小公式：RES – SHR；


4、swap out后，它将会降下来。


测试如下：


一）

#include <iostream>    int main()  {      char * p = new char [1024*1024*512];      getchar();      return 0;  }  

top结果如下：
  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出来的512MB空间，但是RES不包含该空间。即刚new出来的空间，如果没有使用，会放入SWAP中，并不在内容中真实的分配物理内存。


二）

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

top结果如下：
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出来的512MB空间，RES包含目前使用的memset的512M空间。即new出来的空间被使用后，会真实分配物理内存。

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结果如下：
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出来的512MB空间，RES包含目前使用的memset的128M空间。即new出来的空间，如果只使用部分，则只分配部分物理内存。


四）

#include <iostream>    int main()  {      char p[1024*1024*10];      getchar();      return 0;  }  

top结果如下：
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




没有使用的栈空间，VIRT会包含（没有使用的栈空间会在SWAP中）。


五）

#include <iostream>    int main()  {      char p[1024*1024*10];      memset(p, 0, 1024*1024*10);      getchar();      return 0;  }  

top结果如下：
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


已经使用的栈空间，VIRT和RES都会包含。

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;  }  

第一个循环时：


  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


第二个循环时：


  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


第三个循环时：


  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
在我的服务器上，当执行到第四个循环时，并且有其他程序占用较大内存的情况下，top结果如下：


  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
出现了swap out的情况。