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C語言malloc的實現(xiàn)原理工作機制詳解

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ID:102668 發(fā)表于 2016-1-16 07:02 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
                       
C語言的malloc分配的的內(nèi)存大小
沒讀過malloc()的源碼,所以這里純粹是"理論研究"。
malloc()在運行期動態(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候,還分配的一個相關(guān)的用于管理的額外內(nèi)存,不過,用戶是看不到的。所以,
實際的大小 = 管理空間 + 用戶空間
那么,這個管理內(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字節(jié)來存儲分配的內(nèi)存的大小。這里要注意一個問題,就是,在malloc()將這個分配的空間返回給某個指針后,這個指針的使用與其它指針應(yīng)該是沒有差別的,所以,管理空間應(yīng)該在這個指針指向的空間之外,但又要free()從這個指針可以找到管理信息,所以,這個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()工作機制
malloc函數(shù)的實質(zhì)體現(xiàn)在,它有一個將可用的內(nèi)存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時,它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內(nèi)存塊。然后,將該內(nèi)存塊一分為二(一塊的大小與用戶請求的大小相等,另一塊的大小就是剩下的字節(jié))。接下來,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,它將用戶釋放的內(nèi)存塊連接到空閑鏈上。到最后,空閑鏈會被切成很多的小內(nèi)存片段,如果這時用戶一個大的內(nèi)存片段,那么空閑鏈上可能沒有可以滿足用戶要求的片段了。于是,malloc函數(shù)請求延時,并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內(nèi)存片段,對它們進(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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