C++ vector.resize()程序崩溃且申请容量小于max_size的原因排查

首先明确前提：vector::max_size()返回的是容器理论上可承载的最大元素数量，仅由地址空间位数决定，不代表系统实际可分配的内存大小，因此申请量小于max_size不代表分配一定能成功。

问题涉及的代码片段如下：

cout<<tp.max_size()<<endl;
cout<<2 * nA * B<<endl;
cout<<nA<<endl;
cout<<B<<endl;
tp.resize(B, vector<vector<int>>(nA, vector<int>(2, -1)));

其中tp类型为vector<vector<vector<int>>>，已知参数：max_size = 384307168202282325，nA = 32，B = 100000089。

导致崩溃的可能原因如下：

• 32位程序地址空间限制
  如果程序编译为32位版本，用户态可用虚拟地址空间最多仅2~3GB。仅第一层vector需要申请连续内存存储100000089个vector<vector<int>>对象（64位环境下每个vector实例占24字节），就需要约2.4GB连续内存，已经触及32位进程的地址空间上限。加上所有int数据的总大小约24GB，远超过32位进程的内存承载能力，直接触发分配失败。
• 整数溢出导致申请量误判
  如果nA、B的类型为32位有符号整数，计算2 * nA * B时会发生溢出：100000089 *32 *2 = 6400005696远大于32位有符号int的最大值2147483647，溢出后会被截断为错误的小值，你看到的输出2105038400就是溢出后的结果，实际申请的内存远大于估算值，直接触发内存不足。
• 系统内存资源耗尽
  就算是64位程序，本次申请的总内存（含所有int数据+vector管理结构开销）接近27GB，如果当前系统可用物理内存+交换分区的总容量不足，操作系统会拒绝内存分配请求，导致程序崩溃。
• 连续地址块不足
  第一层vector的resize操作需要申请一块连续的虚拟地址段存储1亿个vector<vector<int>>实例，约2.4GB。如果进程的虚拟地址空间存在严重碎片化，没有足够大的连续空闲地址块，就算总空闲内存足够，也会分配失败触发崩溃。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ransomware