malloc()到底如何申请内存空间?

 malloc()到底从哪里得到了内存空间?

答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。

      操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时,就会遍历该链表,然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后就将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。

     malloc函数的实质体现在,它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表(Free List)。调用malloc函数时,它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块(根据不同的算法而定(将最先找到的不小于申请的大小内存块分配给请求者,将最合适申请大小的空闲内存分配给请求者,或者是分配最大的空闲块内存块)。然后,将该内存块一分为二(一块的大小与用户请求的大小相等,另一块的大小就是剩下的字节)。接下来,将分配给用户的那块内存传给用户,并将剩下的那块(如果有的话)返回到连接表上。

     调用free函数时,它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后,空闲链会被切成很多的小内存片段,如果这时用户申请一个大的内存片段,那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是,malloc函数请求延时,并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段,对它们进行整理,将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符合要求的内存块,malloc函数会返回NULL指针,因此在调用malloc动态申请内存块时,一定要进行返回值的判断。

在此也要说明就是因为new和malloc需要符合大众的申请内存空间的要求,针对泛型提供的,分配内存设计到分配算法和查找,此外还要避免内存碎片,所以其效率比较低下,因此有时程序猿会自己重写new和delete,或者创建一个内存池来管理内存,提高程序运行的效率。

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