Malloc功能背后的逻辑

Question

首先对不起我下面的草率图表。

我想了解malloc（）背后的逻辑。这是彭博社采访中的问题。

Que：在你的操作系统中只考虑2个字节的内存（如下所示）。现在如果我将malloc（）用于2个字节。（白色区域表示字节中的空闲空间，黑色）表示在字节中使用的空间。所以我们有2字节空闲和2字节使用的内存空间）

• malloc（）做什么？
• 操作系统在这种情况下做了什么？
• malloc（）是否会成功，它会返回2个字节吗？说是或不是 有解释。

P.S： - 我在google上查了一下，发现它主要依赖于操作系统。但我想对此有更深入的了解。

谢谢！

Answer 1

这里有很多问题（请注意，下面的大部分内容都是针对Linux的，但我想在其他平台上会有类似的内容）：

• malloc的典型实现永远不会只分配2个字节（由于效率和对齐问题）。例如，我认为标准GNU实现默认情况下至少分配16个字节。

• malloc在用户空间中，在操作系统已提供的内存区域上运行。操作系统只有在malloc耗尽其可用内容并且需要为堆请求更大的内存区域时才会涉及。

• 操作系统必须以页为单位（通常为4kB）为内存区域分配内存区域，因为这是硬件内存管理单元（MMU）的基本单元。因此，谈论只剩下2个字节的操作系统是没有意义的。

• 操作系统通常会分配当前未映射到任何物理内存的内存区域（这称为过度使用）。仅当进程尝试访问内存时才会创建物理映射。

• 如果操作系统物理内存不足，它会使用称为页面框架回收的系统来窃取其他进程中的页面帧。

简而言之，由于多种原因，您的问题中描述的情景不太可能发生！