如何使用C ++在运行时获取内存使用情况？

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我需要在程序运行时获取内存使用VIRT和RES并显示它们。

到目前为止我尝试过的是：

getrusage（http://linux.die.net/man/2/getrusage）

int who = RUSAGE_SELF; 
struct rusage usage; 
int ret; 

ret=getrusage(who,&usage);

cout<<usage.ru_maxrss;

但我总是得到0。

c++  linux  memory-management 
— w
source
3
这取决于系统-看来您的系统不支持通过getrusage报告maxrss-您能告诉我们您使用的是什么发行版吗？
— tvanfosson

Answers:

79

在Linux上，我从未找到ioctl（）解决方案。对于我们的应用程序，我们基于读取/ proc / pid中的文件对通用实用程序进行了编码。这些文件中有许多给出不同的结果。这是我们解决的一个问题（这个问题被标记为C ++，并且我们使用C ++构造来处理I / O，但如果需要的话，它应该很容易适应C I / O例程）：

#include <unistd.h>
#include <ios>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// process_mem_usage(double &, double &) - takes two doubles by reference,
// attempts to read the system-dependent data for a process' virtual memory
// size and resident set size, and return the results in KB.
//
// On failure, returns 0.0, 0.0

void process_mem_usage(double& vm_usage, double& resident_set)
{
   using std::ios_base;
   using std::ifstream;
   using std::string;

   vm_usage     = 0.0;
   resident_set = 0.0;

   // 'file' stat seems to give the most reliable results
   //
   ifstream stat_stream("/proc/self/stat",ios_base::in);

   // dummy vars for leading entries in stat that we don't care about
   //
   string pid, comm, state, ppid, pgrp, session, tty_nr;
   string tpgid, flags, minflt, cminflt, majflt, cmajflt;
   string utime, stime, cutime, cstime, priority, nice;
   string O, itrealvalue, starttime;

   // the two fields we want
   //
   unsigned long vsize;
   long rss;

   stat_stream >> pid >> comm >> state >> ppid >> pgrp >> session >> tty_nr
               >> tpgid >> flags >> minflt >> cminflt >> majflt >> cmajflt
               >> utime >> stime >> cutime >> cstime >> priority >> nice
               >> O >> itrealvalue >> starttime >> vsize >> rss; // don't care about the rest

   stat_stream.close();

   long page_size_kb = sysconf(_SC_PAGE_SIZE) / 1024; // in case x86-64 is configured to use 2MB pages
   vm_usage     = vsize / 1024.0;
   resident_set = rss * page_size_kb;
}

int main()
{
   using std::cout;
   using std::endl;

   double vm, rss;
   process_mem_usage(vm, rss);
   cout << "VM: " << vm << "; RSS: " << rss << endl;
}
— 唐·韦克菲尔德
source
在不同的* nix平台下，您对/ proc / self / stat结构是否有任何保证？...我不确定，但如果可以，那会很好。
— 拜达
好吧，多年来，我主要使用Solaris，HP-UX和Linux。/ proc / self / stat似乎是一种Linux主义。上面程序的原始版本针对Solaris具有#if块，因为它有所不同。
— 唐·韦克菲尔德
我假设OP仅基于问题标记关注Linux。读/ proc将会和您获得的一样好。在Solaris上，您还可以通过kstat获取有关各种内容的信息（尽管它通常会复制通过其他方式可以获得的信息）。
— stsquad
我参加聚会仅晚了10年，但是您介意告诉我为什么将vsize除以1024.0而不是1024吗？
— a_river_in_canada
1
重新：why 1024.0?-它确实告诉编译器将其转换为FIRST的两倍，然后进行除法以获得double的结果。另一个选择：vm_usage = vsize / 1024;首先进行除法（因为@DonWakefield提示精度降低），然后转换为double。
— 杰西·奇斯霍尔姆
52

David Robert Nadeau在他的网站上放置了一个很好的自包含的多平台C函数，以获取进程常驻集大小（物理内存使用）：

/*
 * Author:  David Robert Nadeau
 * Site:    http://NadeauSoftware.com/
 * License: Creative Commons Attribution 3.0 Unported License
 *          http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en_US
 */

#if defined(_WIN32)
#include <windows.h>
#include <psapi.h>

#elif defined(__unix__) || defined(__unix) || defined(unix) || (defined(__APPLE__) && defined(__MACH__))
#include <unistd.h>
#include <sys/resource.h>

#if defined(__APPLE__) && defined(__MACH__)
#include <mach/mach.h>

#elif (defined(_AIX) || defined(__TOS__AIX__)) || (defined(__sun__) || defined(__sun) || defined(sun) && (defined(__SVR4) || defined(__svr4__)))
#include <fcntl.h>
#include <procfs.h>

#elif defined(__linux__) || defined(__linux) || defined(linux) || defined(__gnu_linux__)
#include <stdio.h>

#endif

#else
#error "Cannot define getPeakRSS( ) or getCurrentRSS( ) for an unknown OS."
#endif





/**
 * Returns the peak (maximum so far) resident set size (physical
 * memory use) measured in bytes, or zero if the value cannot be
 * determined on this OS.
 */
size_t getPeakRSS( )
{
#if defined(_WIN32)
    /* Windows -------------------------------------------------- */
    PROCESS_MEMORY_COUNTERS info;
    GetProcessMemoryInfo( GetCurrentProcess( ), &info, sizeof(info) );
    return (size_t)info.PeakWorkingSetSize;

#elif (defined(_AIX) || defined(__TOS__AIX__)) || (defined(__sun__) || defined(__sun) || defined(sun) && (defined(__SVR4) || defined(__svr4__)))
    /* AIX and Solaris ------------------------------------------ */
    struct psinfo psinfo;
    int fd = -1;
    if ( (fd = open( "/proc/self/psinfo", O_RDONLY )) == -1 )
        return (size_t)0L;      /* Can't open? */
    if ( read( fd, &psinfo, sizeof(psinfo) ) != sizeof(psinfo) )
    {
        close( fd );
        return (size_t)0L;      /* Can't read? */
    }
    close( fd );
    return (size_t)(psinfo.pr_rssize * 1024L);

#elif defined(__unix__) || defined(__unix) || defined(unix) || (defined(__APPLE__) && defined(__MACH__))
    /* BSD, Linux, and OSX -------------------------------------- */
    struct rusage rusage;
    getrusage( RUSAGE_SELF, &rusage );
#if defined(__APPLE__) && defined(__MACH__)
    return (size_t)rusage.ru_maxrss;
#else
    return (size_t)(rusage.ru_maxrss * 1024L);
#endif

#else
    /* Unknown OS ----------------------------------------------- */
    return (size_t)0L;          /* Unsupported. */
#endif
}





/**
 * Returns the current resident set size (physical memory use) measured
 * in bytes, or zero if the value cannot be determined on this OS.
 */
size_t getCurrentRSS( )
{
#if defined(_WIN32)
    /* Windows -------------------------------------------------- */
    PROCESS_MEMORY_COUNTERS info;
    GetProcessMemoryInfo( GetCurrentProcess( ), &info, sizeof(info) );
    return (size_t)info.WorkingSetSize;

#elif defined(__APPLE__) && defined(__MACH__)
    /* OSX ------------------------------------------------------ */
    struct mach_task_basic_info info;
    mach_msg_type_number_t infoCount = MACH_TASK_BASIC_INFO_COUNT;
    if ( task_info( mach_task_self( ), MACH_TASK_BASIC_INFO,
        (task_info_t)&info, &infoCount ) != KERN_SUCCESS )
        return (size_t)0L;      /* Can't access? */
    return (size_t)info.resident_size;

#elif defined(__linux__) || defined(__linux) || defined(linux) || defined(__gnu_linux__)
    /* Linux ---------------------------------------------------- */
    long rss = 0L;
    FILE* fp = NULL;
    if ( (fp = fopen( "/proc/self/statm", "r" )) == NULL )
        return (size_t)0L;      /* Can't open? */
    if ( fscanf( fp, "%*s%ld", &rss ) != 1 )
    {
        fclose( fp );
        return (size_t)0L;      /* Can't read? */
    }
    fclose( fp );
    return (size_t)rss * (size_t)sysconf( _SC_PAGESIZE);

#else
    /* AIX, BSD, Solaris, and Unknown OS ------------------------ */
    return (size_t)0L;          /* Unsupported. */
#endif
}

用法

size_t currentSize = getCurrentRSS( );
size_t peakSize    = getPeakRSS( );

有关更多讨论，请访问该网站，它还提供了获取系统物理内存大小的功能。

— pepper_chico
source
2
最好添加#pragma comment(lib, "psapi.lib")到#if defined(_WIN32)范围。
— Bloodmoon
1
@Bloodmon如果有人使用Windows但未使用Microsoft编译器怎么办？这种杂乱会使编译器失败。
— 阿德里安
这段代码使用了来自getrusage的rusage :: ru_maxrss，OP称对她不起作用。
— facetus
21

旧：

maxrss指出该进程的最大可用内存。0表示该过程没有限制。您可能想要的是非共享数据使用情况ru_idrss。

新增：上面的方法似乎实际上不起作用，因为内核无法填充大多数值。起作用的是从proc获取信息。但是，与其自行解析相比，使用libproc（procps的一部分）更容易，如下所示：

// getrusage.c
#include <stdio.h>
#include <proc/readproc.h>

int main() {
  struct proc_t usage;
  look_up_our_self(&usage);
  printf("usage: %lu\n", usage.vsize);
}

用“ gcc -o getrusage getrusage.c -lproc”编译

— 保罗·德·弗里兹
source
1
除了在Linux中都不可用的字段。
— jmanning2k，2009年
2
这是不正确的。maxrss是进程的峰值内存使用量，而不是最大可用内存量，即getrlimit（RLIMIT_DATA，＆rl）。
— jmanning2k，2009年
1
#include <proc/readproc.h>在Ubuntu下，该解决方案对我来说效果很好。我必须安装软件包libproc-dev。usage.vm_data是我所需要的足够接近的近似值。您选择的内存统计信息记录在这里：/usr/include/proc/readproc.h我尝试的全部似乎以字节为单位，而不是页数。我认为我的流程没有使用4600万页。关于此解决方案在Linux下不起作用的评论似乎被误导了。
— 艾伦·斯托克斯
2
正确的链接器是：-lprocps
— Sembiance，2015年
效果很好，这个应该是公认的答案！
— Pekov
8

Don Wakefield方法的一种更优雅的方法：

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main(){

    int tSize = 0, resident = 0, share = 0;
    ifstream buffer("/proc/self/statm");
    buffer >> tSize >> resident >> share;
    buffer.close();

    long page_size_kb = sysconf(_SC_PAGE_SIZE) / 1024; // in case x86-64 is configured to use 2MB pages
    double rss = resident * page_size_kb;
    cout << "RSS - " << rss << " kB\n";

    double shared_mem = share * page_size_kb;
    cout << "Shared Memory - " << shared_mem << " kB\n";

    cout << "Private Memory - " << rss - shared_mem << "kB\n";
    return 0;
}
— 西里斯
source
7

现有答案对于如何获得正确的值更好，但是我至少可以解释为什么getrusage对您不起作用。

男人2 getrusage：

以上结构[Rusage]取自BSD 4.3 Reno。在Linux下，并非所有字段都有意义。现在（Linux 2.4、2.6）仅维护字段ru_utime，ru_stime，ru_minflt，ru_majflt和ru_nswap。

— jmanning2k
source
3

除了
您可以使用的方式之外，您还可以调用system ps命令并从其输出中获取内存使用情况。
或从/ proc / pid中读取信息（请参阅PIOCPSINFO结构）

— 拜达
source
我所使用的任何Linux上都没有PIOCPSINFO的真正支持。从/ proc / pid读取是很常见的。我将在答案中发布Linux的示例代码...
— Don Wakefield 2009年
是的/ proc / pid结构在不同的* nix平台上可能是不同的，但是如果您拥有PIOCPSINFO则没关系。我曾遇到过在某些solaris版本上未定义此结构的情况。在这种情况下，我使用了ps输出。
— 拜达
2

您的系统上有一个名为的文件/proc/self/statm。proc文件系统是伪文件系统，它提供了内核数据结构的接口。该文件包含您需要的信息，这些信息只包含以空格分隔的整数列。

列号：

  1. =程序总大小（/ proc / [pid] /状态中的VmSize）

  2. =居民集大小（/ proc / [pid] /状态中的VmRSS）

有关更多信息，请参见LINK。

— 雅库布·克劳祖克（Jakub Krawczuk）
source
1

我正在使用其他方法来做到这一点，这听起来很现实。我要做的是通过getpid（）函数获取进程的PID，然后使用/ proc / pid / stat文件。我相信stat文件的第23列是vmsize（请看Don帖子）。您可以在代码中的任何位置从文件中读取vmsize。如果您想知道一段代码可能会占用多少内存，则可以在该代码段之前读取一次该文件，之后再读取一次，然后可以将它们相互减去。

1

基于Don W的解决方案，变量较少。

void process_mem_usage(double& vm_usage, double& resident_set)
{
    vm_usage     = 0.0;
    resident_set = 0.0;

    // the two fields we want
    unsigned long vsize;
    long rss;
    {
        std::string ignore;
        std::ifstream ifs("/proc/self/stat", std::ios_base::in);
        ifs >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore
                >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore >> ignore
                >> ignore >> ignore >> vsize >> rss;
    }

    long page_size_kb = sysconf(_SC_PAGE_SIZE) / 1024; // in case x86-64 is configured to use 2MB pages
    vm_usage = vsize / 1024.0;
    resident_set = rss * page_size_kb;
}
— δοδεMεδιϲ
source
0

我正在寻找一个Linux应用程序来测量使用的最大内存。valgrind是一个出色的工具，但是却为我提供了比我想要的更多的信息。tstime似乎是我能找到的最好的工具。它测量“高水位”内存使用情况（RSS和虚拟）。看到这个答案。

— 特佩雷达
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