最近遇到一个关于程序释放（free函数调用后的）的内存什么时候返回给操作系统的问题。这里以glibc为例，每一种内存管理程序的实现可能都不一样。整体思路大体都是按照不着急还回去，以备将来的不时之需！

从glibc的内部看，返回给系统的途径，要根据申请的方式来判断，比如根据实现，使用sbrk/brk申请的内存，要用sbrk/brk来返回给操作系统。如果是使用mmap申请的内存，调用的系统函数就是munmap。这些从用户角度来看是看透明的，要看具体的malloc接口文档，里面有关于选用方式的说明。我们可以根据glibc提供的一些参数，环境变量的设置来看具体使用哪一个方式。详细的说明要看这个里面的说明（而且可以使用mallopt接口更改某些参数值）：
https://www.man7.org/linux/man-pages/man3/mallopt.3.html

从调用方式上看，程序可以主动返还内存的方法是：malloc_trim。另一个方法是，让glibc自动返还内存的方法，如果是sbrk的话，是根据参数设置：
FASTBIN_CONSOLIDATION_THRESHOLD：这个是宏定义改不了，值是64K；意思是说，当释放的内存（和前后可以整合的chunk之和）大小超过了这个值，就会走入整合的逻辑，在整合之后根据heap里的top空闲内存的大小（和M_TRIM_THRESHOLD作比较）来判断释放要做trim。

M_TRIM_THRESHOLD，这个是默认128K（所以上面那个值是64K，是这个值的一半）。如果空虚内存大于这个值，就做trim。

如果是mmap申请的内存，不受这两个参数限制，如果是free不用了，总是会被返回给操作系统。

所以需要根据自己的具体情况来看，要看返还所带来的效益高低：比如系统的总内存不够用，就需要程序主动返还；如果系统内存够用，返还回去，程序后续还得再次申请，就不如不返还。

最后，目前看是没有办法来看，到底free了多少，同时又没有返还给操作系统。需要自己单独写工具来看。比较麻烦。但也不是不可能！另一个问题，那这一部分释放的内存，会在系统需要的时候由系统回收呢？其实没有这样的逻辑。如果系统内存不够用，可能会导致新的程序例的内存申请返回errno=12，申请不到内存。即使之前的程序已经调用了free函数，但是仍然没有返回给系统。

https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Freeing-after-Malloc.html

Occasionally,free can actually return memory to the operating system and make the process smaller. Usually, all it can do is allow a later call to malloc to reuse the space. In the meantime, the space remains in your program as part of a free-list used internally by malloc.这个文档里也说是有可能。

举例：假如一个程序，申请的都是小内存，连续申请2G。后续即使使用free函数释放了这2G的内存，但是依然会保留在程序的“常驻内存区”。

如果free之后，调用了malloc_trim：就可以释放这2G的内存。或者后续有大于32K（要看具体的设置）大小内存整体free的操作，也是有机会调用到trim的操作。