探究Linux进程及线程堆栈专题<一>


　　“你定义了那么多全局变量，系统才给你分配了几百KB，这样做是不是太耗内存了？”，一同学问道。

　　老早就听说嵌入式系统各种资源有限啊，不能分配大空间啊要注意节约资源之类的(。。。貌似米神4的配置要完爆我的thinkpad了。。。)。那是不是全局变量的使用真的会占用很大系统内存，而系统真的才分配几百KB空间给我呢？

　　我不信，所以我要尝试一下：

　　全局变量，肯定是要占用内存的，但无论是不是全局变量，只要是已定义的变量都会占用内存，这个和是否是全局的没啥关系，只是占用的区域不一样而已(详见APUE存储器安排 P153)。

     系统怎么可能就给我几百K的空间，那我的安卓机上的QQ咋动不动就几十兆的资源占用率？

　　不扯淡了，下面就是我的探究内容。

 

 

 

获得当前进程的堆栈的最大字节长度 ：

#define getLimit(name) get_limits(#name,name)
//这个#是字符串创建符，可以在宏中创建字符串




//只是打印判断是具体数值还是字符串
void print_infinite(rlim_t t)
{
    if(RLIM_INFINITY == t)
    {
        printf("%14s  ","infinite");
    }
    else
    {
        printf("%14ld  ",t/1024/1024);
    }

}

//封装了获取特定类型数据的最大值
static void get_limits(char *name,int resource)
{
    struct rlimit limit;

    if(getrlimit(resource,&limit) != 0)
    {
        printf("get limit error  %s\n",strerror(errno));
    }

    printf("%-14s  ",name);

    print_infinite(limit.rlim_cur);

    print_infinite(limit.rlim_max);

    putchar('\n');
}



//入口函数，得到进程的堆栈最大值
void GetProcessHeapAndStackLimitSize()
{
    printf(PARTING_LINE);

    printf("%-14s   ","Name");
    printf("%13s   ","LimCur(MB)");
    printf("%13s   \n","LimMax(MB)");


    //RLIMIT_DATA   数据段的最大字节长度: 初始化数据、非初始化及堆的总和
    getLimit(RLIMIT_DATA);

    //RLIMIT_STACK 栈区的最大字节长度
    getLimit(RLIMIT_STACK);
    printf("\n");



}

 

用来测试获取数据是否正确的一个小方法：

递归调用，每调用一次消耗系统 栈区  大小1M。自动变量以及每次函数调用时所需保存的信息都放在栈区。

//用来测试，是否是堆的最大值
void GetStackSize()
{
    static int i = 1;

    char xxx[1024*1024] ;///1MB


    printf("now i is  :  %d\n",i);
    
    GetStackSize(++i);
}

 

写个main函数，先调用GET方法，获得堆栈值再调用测试函数结果如下：

===============================   GetProcessHeapAndStackLimitSize  =================================  

Name                LimCur(MB)      LimMax(MB)   
RLIMIT_DATA           infinite        infinite  
RLIMIT_STACK                 8        infinite  

now i is  :  1
now i is  :  2
now i is  :  3
now i is  :  4
now i is  :  5
now i is  :  6
now i is  :  7
Segmentation fault (core dumped)

infinite可以理解为不限制,从结果可以看出，当前进程的堆区(其实，这种方法获得的不是严格意义上的堆区，这里获得的是包括初始化数据、非初始化数据及堆区的总和)的大小是

没有限制的，而栈区系统却仅仅分配了8M的空间，也就是说，当前进程下你能使用的局部变量等总和不能超过8M，否则系统就会出现错误(Segmentation Fault)。

 

如果果真如此的话，那我在main函数里直接定义char xxx[8*1024*1024]会是什么情况呢？显然的，什么都不执行就段错误了。

8M显然是不够我用的，特别是当我需要各种缓冲区时，那我该如何“扩容”呢？或者我系统确实内存有限不能让某些应用程序占用过多内存，那么我如何限制它的内存使用呢？

 

下面就是修改系统 默认配置的方法：

 

//封装了设置特定类型数据的最大值
static void set_limits(char *name,int resource,rlim_t cur,rlim_t max)
{
    struct rlimit limit;

    limit.rlim_cur = cur;
    limit.rlim_max = max;

    if(setrlimit(resource,&limit) != 0)
    {
        printf("get limit error  %s\n",strerror(errno));
    }
    else
    {
        printf("%s %s  OK \n",__func__,name);

    }
}



void SetProcessHeapAndStackLimitSize()
{
    printf(PARTING_LINE);

    //RLIMIT_DATA   数据段的最大字节长度: 初始化数据、非初始化及堆的总和
    rlim_t pref = 10*1024*1024;
    
    setLimit(RLIMIT_DATA,pref,pref*2);

    //RLIMIT_STACK 栈区的最大字节长度
    setLimit(RLIMIT_STACK,pref*2,pref*4);    

}

 

这样设置的结果会什么什么样子呢？我们可以先设置之，然后再重新调用GET方法看看是否设置成功。

 

//主函数
int main(int argc ,char **argv)
{

    GetProcessHeapAndStackLimitSize();

    //GetStackSize();//没有重新设置之前，返回7就崩溃了

    SetProcessHeapAndStackLimitSize();


    GetProcessHeapAndStackLimitSize();


    GetStackSize();//设置后，返回19就崩溃了

　　ruturn 0;

}

 

结果如下：

===============================   GetProcessHeapAndStackLimitSize  =================================  

Name                LimCur(MB)      LimMax(MB)   
RLIMIT_DATA           infinite        infinite  
RLIMIT_STACK                 8        infinite  


===============================   SetProcessHeapAndStackLimitSize  =================================  

set_limits RLIMIT_DATA  OK 
set_limits RLIMIT_STACK  OK 

===============================   GetProcessHeapAndStackLimitSize  =================================  

Name                LimCur(MB)      LimMax(MB)   
RLIMIT_DATA                 10              20  
RLIMIT_STACK                20              40  

now i is  :  1
now i is  :  2
now i is  :  3
now i is  :  4
now i is  :  5
now i is  :  6
now i is  :  7
now i is  :  8
now i is  :  9
now i is  :  10
now i is  :  11
now i is  :  12
now i is  :  13
now i is  :  14
now i is  :  15
now i is  :  16
now i is  :  17
now i is  :  18
now i is  :  19
Segmentation fault (core dumped)

 

恰如我们所料，修改参数成功，我们可以使用更多的栈区，也可以限制堆区的使用。

而当我们多次执行时却发现一个有趣的现象：虽然我们设置成功了，但重新运行程序后，系统还是会仅仅给我们分配8M，可见我们的这个改变仅仅是对当前进程的设置生效，那么如何对系统所有生效呢？见下文分解。

 

了解这些东西之后，我们有时可能会碰到程序无故挂掉，任何error信息都不打印，甚至GDB都不说问题出在哪里时，大伙可能得考虑一下，是否被系统限制了。

 

源码已上传。

 

 

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