Question

我正在尝试为练习创建自己的malloc（）。我从这个thread.

获得了以下代码

typedef struct free_block {
    size_t size;
    struct free_block* next;
} free_block;

static free_block free_block_list_head = { 0, 0 };

// static const size_t overhead = sizeof(size_t);

static const size_t align_to = 16;

void* malloc(size_t size) {
    size = (size + sizeof(free_block) + (align_to - 1)) & ~ (align_to - 1);
    free_block* block = free_block_list_head.next;
    free_block** head = &(free_block_list_head.next);
    while (block != 0) {
        if (block->size >= size) {
            *head = block->next;
            return ((char*)block) + sizeof(free_block);
        }
        head = &(block->next);
        block = block->next;
    }

    block = (free_block*)sbrk(size);
    block->size = size;

    return ((char*)block) + sizeof(free_block);
}

void free(void* ptr) {
    free_block* block = (free_block*)(((char*)ptr) - sizeof(free_block ));
    block->next = free_block_list_head.next;
    free_block_list_head.next = block;
}

我对将内存块视为链表感到困惑。在我看来，每当我们需要内存时，我们就会基本上调用sbrk（），并检查我们之前请求的一些内存是否在此期间没有被释放。

但我们无法检查属于其他进程的其他内存块，我们只检查之前请求的内存并添加到链接列表中。

如果是这种情况，这是最佳的吗？这是标准malloc（）的工作原理吗？我们有办法处理堆上的所有内存吗？

请像我5岁那样解释，我很难理解这个概念。

Answer 1

扩展流程数据段不会影响其他流程。在大多数（最近的）架构上，进程内存模型是平坦的，即每个进程都有virtual地址空间（2^32或2^64字节）。当进程请求额外的内存（页面）时，会添加virtual内存进行处理。实际上，这并不意味着发生任何物理内存分配，因为virtual内存可以映射到交换文件，或者在使用之前完全取消映射（地址被赋予进程，但没有分配给它的实际资源）。内核负责根据需要/每个资源的可用性将物理地址映射到virtual。

算法的作用是什么？

当用户调用malloc时，算法会尝试查找可用的空块。在开始时，没有，所以算法尝试扩展过程数据段。

但是，您可以看到free不释放虚拟内存（因为它不像分配虚拟内存那样简单），而是将此released块添加到未使用的块列表中。

因此，当有预先发布的块时，malloc会尝试重用它们而不是extendind数据段。

标准malloc的工作原理如上：不。您提供的示例很简单，但效率却很低。有许多不同的算法可用于内存管理：小块堆（当分配数据达到一定数量时具有O(1)性能），特定于线程的分配器（减少从多个线程访问堆的拥塞），分配器， - 分配大块然后使用它们（类似于上面，但更有效）和其他。

您可以尝试使用“内存堆实现”获取更多信息

Malloc实现 - 困惑

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