我知道关于我在这里指出的问题有很多问题，但我找不到任何复杂的答案（在StackOverflow和其他来源都没有。）
我想问一下堆（RAM）碎片问题。
据我了解，有两种碎片： 内部 - 与分配单元大小（AU）和分配的内存AM（废弃内存等于AM％AU）之间的差异有关， 外部 - 与空闲内存的非连续区域相关，因此即使可用内存区域的总和可以处理新的分配请求，如果没有连续区域也会失败可以处理它。
这很清楚。当“分页”出现时，问题就开始了。
有时我可以找到分页解决外部碎片问题的信息。 事实上，我同意，由于分页，操作系统能够创建内存的几乎连续的区域，分配给进程，即使物理上内存的各个部分都是分散的。
但它对外部碎片有何帮助？ 我的意思是，假设页面的大小为4kB，并且我们想要分配16kB，那么我们当然只需要找到四个空页帧，即使物理上这些帧不是连续区域的一部分。
但是在分配较小的情况下呢？ 我相信页面本身仍然可能是碎片化的（在最坏的情况下）如果旧的框架不能用于分配所请求的内存，操作系统仍然需要提供一个新框架。
那么（假设最坏的情况）迟早，无论是分页还是不分页，分配和释放堆内存（不同大小）的长工作应用程序都将陷入低内存状态，因为外部碎片？
所以问题是如何处理外部碎片？ 自己实现分配算法？分页（正如我写的，不确定它有帮助）？还有什么 ？ OS（Windows，Linux）是否提供了一些碎片整理方法？
最根本的解决方案是禁止使用堆，但对于具有分页，虚拟地址空间，虚拟内存等的平台来说，这是非常必要的 ......唯一的问题是应用程序需要运行多年不可阻挡？
还有一个问题..内部碎片是一个含糊不清的术语吗？ 某处我发现了内部碎片指向页面框架部分的定义，这是浪费，因为该过程不需要更多内存，但单个框架不能由多个进程拥有。
我已经把问题加粗了，所以匆忙的人可以在不阅读所有内容的情况下找到问题。
问候！
答案 0 :(得分：2)
＆＃34;分段＆＃34;确实不是一个非常精确的术语。但是我们可以肯定地说，当正在运行的应用程序需要一个n字节块并且有n个或更多字节未被使用时，我们无法获得所需的块，然后＆ ＃34;内存过于分散。＆＃34;
但是[分页]究竟是如何帮助进行外部分配[我认为你的意思是碎片]？
这里真的没什么复杂的。 外部碎片是分配的块之间的空闲内存，这些块太小了＃34;满足任何申请要求。这是一般概念。 ＆＃34;太小＆＃34;的定义是依赖于应用程序的。尽管如此，如果分配的块可以落在任何边界上，那么在许多分配和解除分配之后很容易发生大量此类片段。分页以两种方式帮助处理外部碎片。
首先，它将内存细分为固定大小的相邻块 - 页面 - 足够大＆＃34;所以他们从来没有用过。再次定义＆＃34;足够大＆＃34;不精确。但是大多数应用程序将有一个4k页面可以满足的许多要求。由于页面分配不会出现外部碎片问题，因此问题已得到缓解。
其次，分页硬件提供应用程序页面和物理内存页面之间的间接级别。因此，任何空闲的物理内存页面都可以用来帮助满足任何应用程序请求，无论多大。例如，假设您有100个物理页面，每个其他物理页面（其中50个）已分配。没有页面映射硬件，可以满足的最大连续内存请求是1页。通过映射，它有50页。 （我忽略了最初没有映射物理页面的虚拟页面。这是另一个讨论。）
但是在分配较小的情况下呢？
再次，它非常简单。如果分配单位是页面，则任何小于页面的分配都会产生未使用的部分。这是内部碎片：已分配块中的不可用内存。分配单元越大（它们不必是单页），由于内部碎片，内存将无法使用。平均而言，这将倾向于分配单位的一半。因此，尽管OS倾向于以页为单位进行分配，但是大多数应用程序端存储器分配器从OS请求非常少量（通常是一个）大块（页面）。它们在内部使用更小的分配单元：4-16个字节非常常见。
所以问题是如何处理外部分配[我假设你的意思是碎片]？那么（假设最坏的情况）迟早，无论是分页还是不分页，分配和释放堆内存（不同大小）的长工作应用程序都会因为外部碎片而陷入低内存状态？
如果我理解正确，你就会问是否碎片是不可避免的。除非在非常特殊的条件下（例如，应用程序只需要一个大小的块），答案是肯定的。但这并不意味着它一定是个问题。
内存分配器使用智能算法，可以非常有效地限制碎片。例如，他们可能会维持＆＃34; pool＆＃34;使用不同块大小的池，使用块大小最接近匹配给定请求的池。这往往会限制内部和外部碎片。一个真实世界的例子是dlmalloc。源代码也很清楚。
当然，任何通用分配器都可能在特定条件下失败。出于这个原因，现代语言（我知道的是C ++和Ada）允许您为给定类型的对象提供专用分配器。通常 - 对于固定大小的对象 - 这些可能只是维护一个预涂层的空闲列表，因此该特定情况的碎片为零，并且分配/释放非常快。
还有一点需要注意：使用copying/compacting garbage collection完全消除碎片是可能的。当然，这需要基础语言支持，并且需要支付绩效账单。复制垃圾收集器通过移动对象来压缩堆，以便在它运行以回收存储时完全消除未使用的空间。为此，它必须将正在运行的程序中的每个指针更新到相应对象的新位置。虽然这可能听起来很复杂，但我实施了一个复制垃圾收集器，并没有那么糟糕。算法非常酷。不幸的是，许多语言（例如C和C ++）的语义不允许在正在运行的程序中找到每个指针，这是必需的。
最激进的解决方案是禁止使用堆，但是对于具有分页，虚拟地址空间，虚拟内存等的平台来说真的是必要的......唯一的问题是应用程序需要运行不可阻挡的几年？
虽然通用分配器很好，但它们并不能保证。安全关键或硬实时约束系统完全避免堆使用并不罕见。另一方面，当不需要绝对保证时，通用分配器通常很好。有许多系统使用通用分配器可以在较长时间内与恶劣负载完美运行：碎片达到可接受的稳定状态并且不会导致问题。
还有一个问题..内部碎片是一个含糊不清的术语吗？
这个词并不含糊，但在不同的语境中使用。不变量是它指的是分配块内未使用的内存。
操作系统文献倾向于假设分配单位是页面。例如，Linux sbrk允许您请求在任何地方设置数据段的末尾，但Linux分配页面而不是字节，因此从操作系统的角度来看，最后一页的未使用部分是内部碎片
面向应用的讨论倾向于假设分配在＆＃34;块＆＃34;或者＆＃34; chunks＆＃34;任意大小。 dlmalloc使用大约128个离散块大小，每个大小都保存在自己的空闲列表中。 Plus ，它将使用OS内存映射系统调用自定义分配非常大的块，因此请求和实际分配之间的页面大小（减去1个字节）最多不匹配。很明显，为了最大限度地减少内部碎片，它会遇到麻烦。很多麻烦。碎片导致给定的分配是请求和实际分配的块之间的差异。由于存在如此多的块大小，因此严格限制了这种差异。另一方面，许多块大小增加了外部碎片问题的可能性：可用内存可能完全由dlmalloc管理良好的块组成，但是太小而无法满足应用程序要求。