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C語(yǔ)言malloc的實(shí)現(xiàn)原理工作機(jī)制詳解

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樓主
ID:102668 發(fā)表于 2016-1-16 07:02 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
                       
C語(yǔ)言的malloc分配的的內(nèi)存大小
沒(méi)讀過(guò)malloc()的源碼,所以這里純粹是"理論研究"。
malloc()在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)分配分配內(nèi)存,free()釋放由其分配的內(nèi)存。malloc()在分配用戶傳入的大小的時(shí)候,還分配的一個(gè)相關(guān)的用于管理的額外內(nèi)存,不過(guò),用戶是看不到的。所以,
實(shí)際的大小 = 管理空間 + 用戶空間
那么,這個(gè)管理內(nèi)存放在什么位置呢,它要讓free()函數(shù)能夠找到,這樣才能知道有多少內(nèi)存要釋放,所以一種可能的方案是在分配內(nèi)存的初始部分用若干個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)分配的內(nèi)存的大小。這里要注意一個(gè)問(wèn)題,就是,在malloc()將這個(gè)分配的空間返回給某個(gè)指針后,這個(gè)指針的使用與其它指針應(yīng)該是沒(méi)有差別的,所以,管理空間應(yīng)該在這個(gè)指針指向的空間之外,但又要free()從這個(gè)指針可以找到管理信息,所以,這個(gè)管理空間的大小放在指針指向的相反方向。故malloc()的具體操作應(yīng)該就是分配一塊內(nèi)存,在前面若干字節(jié)中寫入管理信息,然后返回管理信息所占字節(jié)之后的地址指針。
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malloc()工作機(jī)制
malloc函數(shù)的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)在,它有一個(gè)將可用的內(nèi)存塊連接為一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的列表的所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時(shí),它沿連接表尋找一個(gè)大到足以滿足用戶請(qǐng)求所需要的內(nèi)存塊。然后,將該內(nèi)存塊一分為二(一塊的大小與用戶請(qǐng)求的大小相等,另一塊的大小就是剩下的字節(jié))。接下來(lái),將分配給用戶的那塊內(nèi)存?zhèn)鹘o用戶,并將剩下的那塊(如果有的話)返回到連接表上。調(diào)用free函數(shù)時(shí),它將用戶釋放的內(nèi)存塊連接到空閑鏈上。到最后,空閑鏈會(huì)被切成很多的小內(nèi)存片段,如果這時(shí)用戶一個(gè)大的內(nèi)存片段,那么空閑鏈上可能沒(méi)有可以滿足用戶要求的片段了。于是,malloc函數(shù)請(qǐng)求延時(shí),并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內(nèi)存片段,對(duì)它們進(jìn)行整理,將相鄰的小空閑塊合并成較大的內(nèi)存塊。


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