QFileInfoList-基础-问题盘点

提问

你是否为了解QFileInfoList而惊喜过？你是否还不曾对QFileInfoList苦恼过？
不管是与不是，我都将抛出疑问，你知道它的细节吗？你了解过，当一个文件夹过于庞大时，它所带来的威胁？一次简单的访问文件夹，或许没有什么问题，但如果短时间内反复访问一个正在增大的文件夹，你是否考虑过会出现什么情况？

代码

void test()
{
	……
	QFileInfoList file_list = dir.entryInfoList(QDir::Files | QDir::Hidden | QDir::Dirs | QDir::NoDotAndDotDot); 
	……
}

我们需要警醒，QFileInfoList时会申请内存的！

内存分配的核心原因

QFileInfoList的底层实现：QFileInfoList是QList < QFileInfo > 的别名。QList在动态添加元素时，会根据元素数量自动管理内存：

• 当首次添加元素时，QList会分配初始内存块（通常预分配一定容量）。
• 当元素数量超过当前容量时，QList会触发内存重分配（通过realloc或类似机制），扩展存储空间。
  每个QFileInfo对象本身占用固定内存（约几十字节，包含文件路径、大小、权限等元数据），这些对象在QList中以连续或非连续方式存储（取决于Qt版本和优化策略）。

entryInfoList()的执行逻辑：

该方法会遍历目录中的所有条目（包括文件、隐藏文件、子目录，但排除.和…）。对每个符合过滤条件的条目，创建一个QFileInfo对象，并将其添加到返回的QList中。即使目录为空，也会返回一个空列表（此时内存分配主要用于QList的元数据，如容量、大小等）。

内存分配的细节

• 固定开销：
  QList的内存管理需要存储元素数量、容量指针、数据指针等元数据（通常占用几十字节）。
• 动态开销：
  每个QFileInfo对象占用约48-64字节（取决于QString的存储优化，如路径字符串可能共享或按需分配）。若目录包含N个条目，则QList至少需要分配N * sizeof(QFileInfo) + 固定开销的内存。若QList容量不足，会按指数增长（如1.5倍或2倍）重新分配内存，导致临时内存占用增加（但最终会释放旧内存）。
• 隐藏文件与目录的处理：QDir::Hidden和QDir::Dirs标志会额外包含隐藏文件和子目录，增加返回的条目数量，从而增加内存分配量。QDir::NoDotAndDotDot排除了.（当前目录）和…（上级目录），减少两个条目，但影响较小。

内存管理的注意事项

• 自动释放：当file_list超出作用域时（如离开代码块），QList的析构函数会自动释放所有QFileInfo对象和内部内存。
• 隐式共享（Copy-on-Write）：若将file_list传递给其他函数或存储在类成员中，Qt的隐式共享机制会延迟实际内存复制，直到数据被修改。
• 性能优化：对于大目录，可通过QDir::entryList()结合QFileInfo按需获取信息，避免一次性加载所有条目到内存。
• 验证方法
  内存分析工具：使用Valgrind、ASan（AddressSanitizer）或Qt Creator的内存分析工具，观察调用entryInfoList()前后内存的变化。
• 代码测试：在循环中调用该代码，监控进程内存占用（如Windows任务管理器、Linux的top命令），可观察到内存分配趋势。
  结论

这行代码会申请内存，主要用于存储QFileInfo对象列表和QList的元数据。内存分配量与目录中的条目数量（文件、隐藏文件、子目录）成正比，且受QList的内存管理策略影响。在Qt中，这种内存分配是必要的，但需注意大目录可能导致的内存开销，可通过分批处理或按需加载优化性能。

后果

如果对其并不在意，那么代表你还没有到接触这一层次的项目。与QFileInfo类似的，比比皆是，如果不对其加以管制，将会导致整个系统资源竞争激烈，最终卡顿，或者崩溃。在任何一个对内存有严格要求的项目中，规避QFileInfo等类似的内存异常申请，才是项目扩展的良好基础。

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QFileInfoList-避免另类的内存泄漏