一、前言
1、如何分配定长记录
例如，我们有一个page的内存，大小为4kb，现在要以n个字节为单位进行分配。为了简化问题，就以16字节为单位进行分配。
将4kb的内存划分为16字节的单元，每个单元的前8个字节作为节点指针，指向下一个单元。初始化的时候把所有指针指向下一个单元。
分配时，从链表头分配一个对象出去，释放时，插入到链表。
由于链表指针直接分配在待分配内存中，因此不需要额外的内存开销，而且分配速度也是相当快。
2、如何分配变长记录
对于分配变长记录，把问题化归成对多种定长记录的分配问题。
8、16、32、48、...、256kb
3、大的对象如何分配
如果分配的对象大于一个page，就需要多个page来分配了。多个连续page组成span，大对象直接分配span，小对象在span中分配object。在span中记录起始page的编号，以及page数量。
4、span如何分配
对于span的管理，采用和上边类似的方法。1、2、3、4、...、128page
用多种定长page来实现变长page的分配，初始时只有128page的span，如果分配1个page的span，就把这个span分裂成两个1+127，把127再记录下来。
对于span的回收，需要考虑span的合并问题，否则在分配回收多次之后，就只剩下很小的span了，也就是外来外碎片问题。
因此，释放span时，需要将前后的空闲span进行合并，前提是它们的page是连续的。
5、如何知道前后的span在哪里
由于span中记录了起始page，也就是知道了从span到page的映射，那么我们只要知道从page到span的映射，就可以知道前后的span是什么了。
最简单的方式是用一个数组记录每个page所属的span，而数组索引就是page id。这种方式虽然简洁明了，但是在span比较少的时候会有很大的空间浪费。
为此，可以使用RadixTree（基数树）这种数据结构，用较少的空间开销和不错的速度来完成这件事。
二、ThreadCache、CentralCache、PageHeap
1、PageHeap
至此，我们已经实现了PageHeap，对所有page进行管理。
通过PageMap实现page到span的映射；通过伙伴系统，实现span的分裂与合并。
2、CentralCache全局对象分配
既然有了基于page的对象分配，和page本身的管理，把它们串起来就可以得到一个简单的内存分配器CentralCache。
每种规则的对象，都有一个CentralCache。向PageHeap申请span，为用户分配对象。
每种规格的对象，都从不同的span进行分配，每种规则的对象都有一个独立的内存分配单元：CentralCache。
在一个CentralCache内存，用链表把所有span组织起来，每次需要分配时就找一个span从中分配一个object。
当没有空闲的span时，就从PageHeap申请span。
这里有一个严重的问题，在多线程的场景下，所有线程都从CentralCache分配的话，竞争可能相对激烈。
3、ThreadCache
每个线程都有一个线程局部的ThreadCache，按照不同的规格，维护了对象的链表；如果ThreadCache的对象不够了，就从CentralCache进行批量分配；如果CentralCache依然没有，就从PageHeap申请span；如果PageHeap没有合适的page，就只能从操作系统申请了。
在释放内存时，ThreadCache依然遵循批量释放的策略，对象积累到一定程度就释放给CentralCache；CentralCache发现了一个span的内存完全释放了，就可以把这个span归还给PageHeap；PageHeap发现了一批连续的page都释放了，就可以归还给操作系统。
三、总结
ThreadCache：每个线程一份，每个线程的内存需求都在自己的ThreadCache里面完成，线程之间不需要竞争。
CentralCache和PageHeap是全局的。
内存分配粒度：有两种粒度的内存object和span，span是连续page的内存，而object则是由span切出来的小块。
object的尺寸被预设了一些规格(class)，比如16字节、32字节等，同一个span切出来的object都是相同的规格。
object不大于256k，超大的内存将直接分配span来使用。
ThreadCache和CentralCache都是管理object，而PageHeap管理的是span。
参考文献:
http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15213-s11/www/lectures/20-allocation-advanced.pdf
https://zhuanlan.zhihu.com/p/29216091
https://yq.aliyun.com/articles/6045