C malloc 分配超過物理內存：虛擬內存機制導致 4GB 機器分配 5GB+

現象

4GB 物理內存機器上循環 malloc(100MB) 成功分配 5100 MB 才失敗，每次結果略異。

原因

現代操作系統（Windows/Linux）使用虛擬內存：

• malloc 僅預留虛擬地址空間，不立即分配物理頁框。
• 實際寫入數據時觸發缺頁中斷，OS 再分配物理內存（或交換到頁文件/交換分區）。
• 32 位進程虛擬地址空間上限 2GB/3GB（Windows 默認 2GB），64 位進程理論 128TB，受限於頁文件大小與過程提交限制。

驗證

// 寫入每個頁確認物理提交
char *p = malloc(100*1024*1024);
for (size_t i=0; i<100*1024*1024; i+=4096) p[i] = 0; // 強制提交

若立即寫入，分配量將接近物理內存+頁文件上限。

內存洩漏檢測

• Windows: GetProcessMemoryInfo (PSAPI) 獲取 WorkingSetSize (工作集) 與 PagefileUsage。
• Linux: 讀取 /proc/self/status 中 VmRSS、VmSize。
• 工具: Visual Studio 診斷工具、Valgrind (Linux)、Dr. Memory (跨平台)。