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C語言malloc的實現原理工作機制詳解

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ID:102668 發表于 2016-1-16 07:02 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
                       
C語言的malloc分配的的內存大小
沒讀過malloc()的源碼,所以這里純粹是"理論研究"。
malloc()在運行期動態分配分配內存,free()釋放由其分配的內存。malloc()在分配用戶傳入的大小的時候,還分配的一個相關的用于管理的額外內存,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,這個管理內存放在什么位置呢,它要讓free()函數能夠找到,這樣才能知道有多少內存要釋放,所以一種可能的方案是在分配內存的初始部分用若干個字節來存儲分配的內存的大小。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該是沒有差別的,所以,管理空間應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()的具體操作應該就是分配一塊內存,在前面若干字節中寫入管理信息,然后返回管理信息所占字節之后的地址指針。
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malloc()工作機制
malloc函數的實質體現在,它有一個將可用的內存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調用malloc函數時,它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內存塊。然后,將該內存塊一分為二(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)。接下來,將分配給用戶的那塊內存傳給用戶,并將剩下的那塊(如果有的話)返回到連接表上。調用free函數時,它將用戶釋放的內存塊連接到空閑鏈上。到最后,空閑鏈會被切成很多的小內存片段,如果這時用戶一個大的內存片段,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函數請求延時,并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內存片段,對它們進行整理,將相鄰的小空閑塊合并成較大的內存塊。


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