C++中malloc和new的内存使用差异

Question

我观察到在简单的 C++ 程序中使用

malloc

与使用

new

时总内存分配存在差异，如 Valgrind 报告的那样。下面是我的程序的两个版本以及相应的 Valgrind 输出。

使用

malloc

的版本：

#include <cstdlib>
int main() {
    int* a = (int *)malloc(4);
    return 0;
}

Valgrind 输出为

malloc

:

==34673== HEAP SUMMARY:
==34673==     in use at exit: 4 bytes in 1 blocks
==34673==   total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 4 bytes allocated

使用

new

的版本：

int main() {
    int* a = new int;
    return 0;
}

Valgrind 输出为

new

:

==35295== HEAP SUMMARY:
==35295==     in use at exit: 4 bytes in 1 blocks
==35295==   total heap usage: 2 allocs, 1 frees, 72,708 bytes allocated

我很困惑为什么这两种情况报告的“总堆使用量”有如此显着的差异。具体来说，为什么

new

版本报告的分配字节数比

malloc

版本多得多？这是否与 C++ 使用

new

时内部处理内存管理的方式有关？

此外，即使我只使用这段代码，也会有 72,704B 的开销：

#include <iostream>
int main() {
    return 0;
}

这个开销似乎与动态内存管理有关，但我不明白为什么它如此重要。

g++ --version
g++ (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

valgrind --version
valgrind-3.18.1

我用来构建

g++ program_name.cpp

然后

valgrind ./a.out

的命令

Answer 1

首先，malloc是一个简单的C函数，它分配指定大小的内存块并返回指向它的指针。因此，malloc 的开销是最小的，并且直接对应于所请求的内存。

但是，当你使用new时，new是一个运算符，而不仅仅是一个函数。与malloc相比，它有更多的职责。 因为它不仅分配内存，而且还调用对象的构造函数。因此 new 的实际内存分配可能不仅仅涉及为 int 请求的 4 个字节。