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

转载目的，主要是为了理解lVIRT虚拟内存、RES常驻内存、共享内存SHR、SWAP和实际程序应用如何对应的。

 

在Linux命令行中执行top命令，能够查询到全部进程使用的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？咱们编写的Linux C++程序如何影响它们呢？

查阅资料后，概括一下。

VIRT：

一、进程“须要的”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；

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

三、VIRT = SWAP + RES

RES：

一、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；

二、包含其余进程的共享；

三、若是申请10MB的内存，实际使用1MB，它只增加1MB，与VIRT相反；

四、关于库占用内存的状况，它只统计加载的库文件所占内存大小。

五、RES = CODE + DATA

SHR：

一、除了自身进程的共享内存，也包括其余进程的共享内存；

二、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；

三、计算某个进程所占的物理内存大小公式：RES – SHR；

四、swap out后，它将会降下来。

SWAP：

      只有当物理内存耗尽时才会使用到，linux的swap原则是尽可能使用物理内存。

测试以下：

一）

#include <iostream>

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

top结果以下：

  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出来的512MB空间，可是RES不包含该空间。即刚new出来的空间，若是没有使用，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，若是只使用部分，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

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

在个人服务器上，当执行到第四个循环时，而且有其余程序占用较大内存的状况下，top结果以下：

  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

出现了swap out的状况。