分配此结构后，会浪费多少内存？

问题描述

我正在Rust中基于bplus树构建索引树，到目前为止，父节点的定义如下：

struct Parent<T : std::fmt::Debug> {
    subtree_count : [usize; Arity],children      : [*mut ParentOrLeaf<T>; Arity],used          : usize,}

在我的Arity = 8的64位计算机上，计算得出的总内存需求为136个字节。我正在使用std::alloc::Layout::new和std::alloc::alloc分配此结构。但是我担心malloc库比2的幂大一点（136> 128）最终将为此数据结构分配256个字节，而不是仅分配136个字节。由于这是容器类型，浪费了一半的内存分配是不可接受的。

std::alloc::Layout::new::<Parent<T>>().align()报告的布局为8。

此结构在分配后实际上会占用多少内存？

如果浪费了太多内存，我可以将subtree_count : [usize; Arity]更改为subtree_count : [usize; Arity-1]，这将使总内存为128。然后重做我库的所有优化逻辑来处理更改。但是在我这样做之前，我想确保这实际上是必要的。

解决方法

如果大小为136，则意味着数组或向量中许多结构的连续分配将为每个结构使用136个字节。

在单独分配某些结构时，浪费的空间量仅取决于基础的malloc()策略，而不是所分配类型的属性。

例如，在我的stable-x86_64-unknown-linux-gnu平台上对您的示例进行了快速而肮脏的修改，可以实现以下目的：

size 136
align 8
arr delta1 136
arr delta2 136
box delta1 144
box delta2 144

当然没有保证三个分配的结构彼此靠近，但是在这种特定情况下，它们和浪费（不是真正的浪费，而是由分配器本身使用）空间是8个字节。

struct ParentOrLeaf<T: std::fmt::Debug> {
    value: Option<T>,}

const Arity: usize = 8;

struct Parent<T: std::fmt::Debug> {
    subtree_count: [usize; Arity],children: [*mut ParentOrLeaf<T>; Arity],used: usize,}

fn main() {
    type P = Parent<i32>;
    let l = std::alloc::Layout::new::<P>();
    println!("size {}",l.size());
    println!("align {}",l.align());
    let ptr: *mut ParentOrLeaf<i32> = std::ptr::null_mut();
    let arr = [
        P {
            subtree_count: [0; Arity],children: [ptr; Arity],used: 0,},P {
            subtree_count: [0; Arity],];
    let a0 = &arr[0] as *const P as usize;
    let a1 = &arr[1] as *const P as usize;
    let a2 = &arr[2] as *const P as usize;
    println!("arr delta1 {}",a1 - a0);
    println!("arr delta2 {}",a2 - a1);
    let p0 = Box::new(P {
        subtree_count: [0; Arity],});
    let p1 = Box::new(P {
        subtree_count: [0; Arity],});
    let p2 = Box::new(P {
        subtree_count: [0; Arity],});
    let a0 = p0.as_ref() as *const P as usize;
    let a1 = p1.as_ref() as *const P as usize;
    let a2 = p2.as_ref() as *const P as usize;
    println!("box delta1 {}",a1 - a0);
    println!("box delta2 {}",a2 - a1);
}

memory memory-management