虚拟内存 -- 动态内存分配

2018-07-20  创建人：Ruo_Xiao
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一、动态内存分配器

1. 显式分配器，要求显式地释放任何已分配的块。
   栗子：malloc和free，new和delete。
2. 隐式分配器（垃圾收集器），要求分配器检测一个已分配块何时不再被程序所使用，那么就释放这个块。自动释放未使用的已分配的块的过程叫做垃圾收集。

二、虚拟内存中动态分配的内存的位置

1. 动态内存分配器维护着一个进程的虚拟内存区域，称为堆（heap）。
2. 内核维护着一个变量brk（读作“break”），他指向堆的顶部。
3. 分配器将堆视为不同大小的块（block）的集合来维护。每个块都是一个连续的虚拟内存片（chunk），要么是已分配的，要没是空闲的。

三、分配器要求和目标

要求
1、起始地址必须是某个数的倍数。
栗子：
32bit模式下，malloc返回的块的地址总是8的倍数。
64bit模式下，malloc返回的块的地址总是16的倍数。
2、内存块的大小。
必须是该数据类型所占大小的整数倍。
栗子：

    int *p = (int *)malloc(3);

其p指向的块的大小4个字节。（3+1）

3、处理任意请求序列。
4、立即响应请求。
5、不修改已分配的块。
目标

1. 最大化吞吐率：单位时间内完成的请求数。
2. 最大化内存利用率。

四、碎片

1. 内部碎片：在一个已分配的块比有效载荷大时发生的，即：已分配块的大小和它们有效载荷大小之差的和。
2. 外部碎片：当空闲内存合计起来足够满足一个分配请求，但是没有一个单独的空闲快足够大可以来处理这个请求时发生的。
   注：有效载荷，即：程序员要分配的内存大小。

（SAW：Game Over！）