伙伴算法
伙伴算法（buddy算法），计算机算法的一种，是为了核心内存管理能够快速响应请求，尽可能地在提高内存利用率的同时减少内存碎片的一种算法。
伙伴关系
伙伴关系的定义为：由一个母实体分成的两个各方面属性一致的两个子实体，这两个子实体就处于伙伴关系。在操作系统分配内存的过程中，一个内存块经常被分成两个大小相等的内存块，这两个大小相等的内存块就处于伙伴关系。它满足3个条件：两个块具有相同大小；物理地址是连续的；从同一个大块中拆分出来。
伙伴系统实现原理
为了便于页面的维护，将多个页面组成内存块，每个内存块都有2的方幂个页，方幂的指数被称为阶。在操作内存时，经常将这些内存块分成大小相等的两个块，分成的两个内存块被称为伙伴块，采用一位二进制数来表示它们的伙伴关系。当这个位为1，表示其中一块在使用；当这个位为0，表示两个页面块都空闲或者都在使用。系统根据该位为0或位为1来决定是否使用或者分配该页面块。系统每次分配和回收伙伴块时都要对它们的伙伴位跟1进行异或运算。所谓异或是指刚开始时，两个伙伴块都空闲，它们的伙伴位为0，如果其中一块被使用，异或后得1；如果另一块也被使用，异或后得0；如果前面一块回收了异或后得1；如果另一块也回收了异或后得0。
算法作用
它要解决的问题是频繁地请求和释放不同大小的一组连续页框，必然导致在已分配页框的块内分散了许多小块的空闲页面，由此带来的问题是，即使有足够的空闲页框可以满足请求，但要分配一个大块的连续页框可能无法满足请求。
伙伴算法（Buddy system）把所有的空闲页框分为11个块链表，每块链表中分布包含特定的连续页框地址空间，比如第0个块链表包含大小为2^0个连续的页框，第1个块链表中，每个链表元素包含2个页框大小的连续地址空间，….，第10个块链表中，每个链表元素代表4M的连续地址空间。每个链表中元素的个数在系统初始化时决定，在执行过程中，动态变化。
伙伴算法每次只能分配2的幂次页的空间，比如一次分配1页，2页，4页，8页，…，1024页(2^10)等等，每页大小一般为4K，因此，伙伴算法最多一次能够分配4M的内存空间。
详见以下链接：