malloc分配内存的原理?

本文探讨了malloc内存分配的三个关键步骤:首次适配、分割空闲块以及合并空闲块。malloc通过空闲链表管理堆内存,使用边界标记技术加速合并。当无法找到合适空闲块时,会通过sbrk向内核请求更多内存。

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malloc的原理

步骤分为放置、分割和合并
在堆中,堆块由一个字的头部、有效载荷、填充以及一个字的脚部组成,空闲块是通过头部中的大小字段隐含地连接在一起形成一个隐式空闲链表,分配器可以通过遍历堆中所有的块,从而间接遍历整个空闲块的集合。

1、放置已分配的块

当一个应用请求一个k字节的块时,分配器搜索空闲链表,查找一个足够大可以放置所请求块的空闲块,分配器执行这种搜索的方式是放置策略确定的。常见的策略是首次适配、下一次适配和最佳适配。
首次适配:从头开始搜索空闲链表,选择第一个适合的空闲块。
下一次适配:从上一次查询结束的地方开始搜索空闲链表,选择第一个适合的空闲块。
最佳适配:检查每个空闲块,选择适合所需请求大小的最小空闲块。

2、分割空闲块

一旦分配器找到一个匹配的空闲块,它就必须做另一个策略决定,那就是分配这个空块中多少空间。一个选择是用整个空闲块,另一个选择是将这个空闲块分割成两部分。
如果分配器不能为请求块找到合适的空闲块将发生什么呢?一个选择是通过合并那些在内存中物理上相邻的空闲块来创建一些更大的空闲块。然而,如果这样还是不能生成一个足够大的块,或者如果空闲块已经最大程度地合并了,那么分

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