为什么使用虚拟内存
虚拟内存最适合用来管理大型对象或数据结构。
比如说,电子表格程序,有很多单元格,但是也许大多数的单元格是没有数据的,用不着分配空间。也许,你会想到用动态链表,但是访问又没有数组快。定义二维数组,就会浪费很多空间。
它的优点是同时具有数组的快速和链表的小空间的优点。
分配虚拟内存
如果你程序需要大块内存,你可以先保留内存,需要的时候再提交物理存储器。在需要的时候再提交才能有效的利用内存。一般来说,如果需要内存大于1M,用虚拟内存比较好。
Windows内存管理API
VirtualAlloc
在调用进程的虚拟地址空间中保留、提交或更改页面区域的状态。此函数分配的内存会自动初始化为零。
参数
[in, optional] LPVOID lpAddress, //开始地址
[in] SIZE_T dwSize, //大小
[in] DWORD flAllocationType, //类型
[in] DWORD flProtect //保护属性
- lpAddress:要分配的区域的起始地址。
一般情况下,你不需要指定“开始地址”,因为你不知道进程的那段空间是不是已经被占用了;所以你可以用NULL。 - dwSize:区域的大小,以字节为单位。
- flAllocationType:
“类型”有
MEM_RESERVE(保留)保留区域不占用任何物理存储。
MEM_RELEASE(释放)
MEM_COMMIT(提交)为指定的保留内存页面分配内存费用
如果你要保留的是长久不会释放的内存区,就保留在较高的空间区域,这样不会产生碎片。用这个类型标志可以达到:
MEM_RESERVE|MEM_TOP_DOWN。 - flProtect:要分配的页面区域的内存保护。
返回值
如果函数成功,则返回值是页面分配区域的基地址。
如果函数失败,则返回值为NULL。要获取扩展错误信息,请调用GetLastError。
VirtualProtect
更改对调用进程虚拟地址空间中已提交页面区域的保护。
参数
[in] LPVOID lpAddress,
[in] SIZE_T dwSize,
[in] DWORD flNewProtect, //新属性
[out] PDWORD lpflOldProtect //旧属性
返回值
如果函数成功,则返回值非零。
如果函数失败,则返回值为零。要获取扩展错误信息,请调用 GetLastError。
VirtualFree
调用进程的虚拟地址空间内释放、取消提交或释放和取消提交页面区域。
参数
[in] LPVOID lpAddress, //指向要释放的页面区域的基地址的指针。
[in] SIZE_T dwSize, //要释放的内存区域的大小,以字节为单位。
[in] DWORD dwFreeType //释放操作的类型。
- dwFreeType类型
MEM_DECOMMIT 取消提交页面的指定区域。操作后,页面处于保留状态。
MEM_RELEASE 释放指定的页面区域或占位符(对于占位符,地址空间被释放并可用于其他分配)。此操作后,页面处于空闲状态。
返回值
如果函数成功,则返回值非零。
如果函数失败,则返回值为 0(零)。要获取扩展错误信息,请调用 GetLastError
C++代码
自定义内存状况输出函数
void printMemStatus()
{
MEMORYSTATUS memStatusVirtual;
GlobalMemoryStatus(&memStatusVirtual);
cout << "dwAvailPhys :"<<memStatusVirtual.dwAvailPhys/1024/1024<<"MB"<<endl;
cout << "dwAvailPageFile :"<<memStatusVirtual.dwAvailPageFile/1024/1024<<"MB"<<endl;
cout << "dwAvailVirtual :"<<memStatusVirtual.dwAvailVirtual/1024/1024<<"MB"<<endl;
}
保留空间
//输出内存保留前情况
printMemStatus();
//保留512mb的空间
LPVOID pV=VirtualAlloc(NULL,512*1024*1024,MEM_RESERVE|MEM_TOP_DOWN,PAGE_READWRITE);
if(pV==NULL){
cout<<"VirtualAlloc MEM_RESERVE failed."<<endl;
return 0;
}
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualAlloc MEM_RESERVE"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
//输出保留后内存情况
printMemStatus();
dwAvailVirtual 进程可用虚拟内存减少了512mb
提交
//提交 128mb 空间
LPVOID pP=VirtualAlloc(pV,128*1024*1024,MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE);
if(pP==NULL){
cout<<"VirtualAlloc MEM_COMMIT failed."<<endl;
return 0;
}
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualAlloc MEM_COMMIT"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
dwAvailPhys 实际物理内存减少了128mb
修改页保护属性
DWORD protect;
VirtualProtect(pV, 1024*4, PAGE_READONLY,&protect) ;
int * iP=(int*)pV;
iP[1023] = 1; //报错,在这一页之中
iP[1024] = 1; //不报错
释放
//只释放物理内存
VirtualFree((int*)pV,100*1024*1024,MEM_DECOMMIT);
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualFree MEM_DECOMMIT"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
//释放全部空间
VirtualFree(pV,0,MEM_RELEASE);
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualFree MEM_RELEASE"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
完整代码
#include <cstdio>
#include <memoryapi.h>
#include <Windows.h>
#include <winbase.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void printMemStatus()
{
MEMORYSTATUS memStatusVirtual;
GlobalMemoryStatus(&memStatusVirtual);
cout << "dwAvailPhys :"<<memStatusVirtual.dwAvailPhys/1024/1024<<"MB"<<endl;
cout << "dwAvailPageFile :"<<memStatusVirtual.dwAvailPageFile/1024/1024<<"MB"<<endl;
cout << "dwAvailVirtual :"<<memStatusVirtual.dwAvailVirtual/1024/1024<<"MB"<<endl;
}
int main()
{
printMemStatus();
//保留512mb的空间
LPVOID pV=VirtualAlloc(NULL,512*1024*1024,MEM_RESERVE|MEM_TOP_DOWN,PAGE_READWRITE);
if(pV==NULL){
cout<<"VirtualAlloc MEM_RESERVE failed."<<endl;
return 0;
}
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualAlloc MEM_RESERVE"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
//提交 128mb 空间
LPVOID pP=VirtualAlloc(pV,128*1024*1024,MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE);
if(pP==NULL){
cout<<"VirtualAlloc MEM_COMMIT failed."<<endl;
return 0;
}
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualAlloc MEM_COMMIT"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
//更改页面保护属性
DWORD protect;
VirtualProtect(pV, 1024*4, PAGE_READONLY,&protect) ;
int * iP=(int*)pV;
//iP[1023] = 1; //报错,在这一页之中
iP[1024] = 1; //不报错
//只释放100mb物理内存
VirtualFree((int*)pV,100*1024*1024,MEM_DECOMMIT);
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualFree MEM_DECOMMIT"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
//释放全部空间
VirtualFree(pV,0,MEM_RELEASE);
cout<<"******************************"<<endl;
cout<<"After VirtualFree MEM_RELEASE"<<endl;
cout<<"******************************"<<endl;
printMemStatus();
}