Блог

Я создал следующие функции для проверки использования памяти статическими локальными переменными и ожидал, что массив займет примерно 5 МБ памяти, но когда я запустил его, использование физической памяти процессом составило всего 0,2 МБ и увеличилось, когда я фактически установил значение для каждого элемента в массиве.

Насколько я понимаю, массиву будет выделена память при первой его инициализации, независимо от значений элементов в нем. Поскольку я могу получить доступ к первому и последнему элементу массива, куда делась память между ними?

 void func() {
  static char a[5000000];
  a[0] = 'a';
  a[4999999] = 'a';
  cin >> a;
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
  func();
  return 0;
}
  

Это происходит из-за отложенного выделения памяти или заполнения нулем по требованию, как объяснено ниже.

Это объясняется в нулевой инициализации в cppreference:

Нулевая инициализация выполняется в следующих ситуациях:

1 Для каждой именованной переменной со статическим или потоковым локальным сроком хранения, которая не подлежит постоянной инициализации (начиная с C 14), перед любой другой инициализацией.

Итак, эта переменная соответствует требованиям. Что это значит нулевая инициализация:

Последствия нулевой инициализации следующие:

• Если T — скалярный тип, начальным значением объекта является нулевая целочисленная константа, явно преобразованная в T.
• […] Если T — тип массива, каждый элемент инициализируется нулем

В качестве оптимизации большинство современных систем даже не выделяют никакой памяти для инициализированных нулем глобальных / статических переменных, и именно поэтому размер массива не влияет на использование памяти. Вместо этого в исполняемом файле появляется пометка, которая гласит: «здесь должны быть нулевые значения», и ничего больше. При загрузке программы все адреса отображаются в небольшой общий блок физической памяти, доступный только для чтения, который содержит нули.

Несколько виртуальных адресов могут отображаться в одну и ту же память с помощью аппаратного обеспечения в процессоре, которое называется «Блок управления памятью» (MMU). Когда код пытается выполнить запись по адресу an в диапазоне, MMU уведомляет операционную систему (OS) о том, что кто-то записывает блок памяти, доступный только для чтения, и ОС выделяет память только тогда