Question

我想制作自己的malloc / free，这样我就可以制作精确的复制分配器。

任何大师都有任何提示和建议吗？

我现在有几个问题：

我应该只使用malloc大块内存，然后从中分发，这样我就不必调用系统调用了吗？
通常如何复制收藏家？我想这个部分有效地做起来有点复杂。我天真的实现只会将剩余对象大小的块进行malloc，这需要2倍的空间。

Answer 1

有很多关于实现malloc和类似事物的好文献。但是我注意到你在这里包含C ++ - 你知道你可以在C ++中编写自己的new和delete实现吗？这可能很有用，可以轻松实现。

在任何情况下，您想要的特性将在很大程度上取决于您的工作量，即一段时间内的使用模式。如果你只有mallocs和new frees，很明显很简单。如果你只有一个或几个不同的块大小的malloc，那也很简单。

在其他语言中，你可以通过将内存链接在一起来获得一些优势，但C并不那么聪明。

malloc的基本实现只是分配一个包含数据长度的头，一个“使用中的标志”和一个malloced内存。然后，Malloc在其空间的末尾构造一个新的头，分配内存，并返回一个指针。当你空闲时，它只会重置使用中的标志。

诀窍在于，当你做了大量的mallooc和free时，你可以快速获得许多未使用但很难分配的小blob。所以你需要某种bumpo gc来合并内存块。

你可以做一个更复杂的gc，但要记住这需要时间;你不想自由地占用很多时间。

Solaris malloc实现上有一个nice paper，您可能会感兴趣。这是另一个on building an alternative malloc，同样在Solaris中，但基础是相同的。你应该阅读关于垃圾收集的Wikipedia article，然后关注一些更正式的文章。

更新

你知道，你真的应该看看世代垃圾收集器。基本的想法是，分配的东西越长，保留分配的可能性就越大。这是你提到的“复制”GC的扩展。基本上，你在内存池的一个部分分配新东西，称之为g0。当你达到高水位标记时，你会查看已分配的块并将仍在使用的块复制到另一段内存中，将其称为g1，然后你可以清除g0空间并开始在那里分配。最终g1达到高水位，你通过清除g0来修复它，并清理g1移动到g0的东西，当你完成后，你将旧g1重命名为g0，反之亦然并继续。

诀窍在于，特别是在C语言中，你传递给malloc内存的句柄是直接的原始指针;如果没有一些大药，你就无法真正移动。

第二次更新

在评论中，@ badn提出“不会移动东西只是一个memcpy（）”。事实上它会。但请考虑这个时间表：

警告：此操作尚未完成，未经测试，仅供参考，仅供娱乐，不提供明示或暗示保修

/* basic environment for illustration*/
void * myMemoryHdl ;
unsigned char lotsOfMemory[LOTS]; /* this will be your memory pool*/

你动画一些内存

/* if we get past this, it succeded */
if((myMemoryHdl = newMalloc(SIZE)) == NULL)
    exit(-1);

在malloc的实现中，创建内存并返回指向缓冲区的指针。

unsigned char * nextUnusued = &lotsOfMemory[0];
int partitionSize = (int)(LOTS/2);
int hwm = (int) (partition/2);
/* So g0 will be the bottom half and g1 the top half to start */
unsigned char * g0 = &lotsOfMemory[0];
unsigned char * g1 = &lotsOfMemory[partitionSize];


void * newMalloc(size_t size){
   void * rtn ;
   if( /* memory COMPLETELY exhausted */)
      return NULL;
   /* otherwise */
   /* add header at nextUnused */
   newHeader(nextUnused);     /* includes some pointers for chaining
                               * and a field with values USED or FREE, 
                               * set to USED */
   nextUnused += HEADERLEN ;  /* this could be niftier */
   rtn = nextUnused ;
   nextUnused += size ;
}

有些东西被释放了

  newFree(void * aHandle){
     *(aHandle-offset) = FREE ; /* set the flag in the header, 
                                 * using an offset. */
  }

所以现在你做了所有的事情，你就达到了高水位。

 for( /* each block in your memory pool */ )
    if( /* block header is still marked USED */ ) {
        memcpy(/* block into other partition */);
    }
 /* clear the partition */
 bzero(g0, partitionSize);

现在，返回您在myMemHdl中保存的原始句柄。它指向什么？（答案，你只需用bzero（3）将其设置为0x00。）

这就是魔法的来源。至少在C中，你从malloc返回的指针不再受你的控制 - 你不能在事后移动它。在C ++中，使用用户定义的类指针类型，您可以修复它。

Answer 2

了解您正在尝试做的事情会更有帮助。这是单一类型吗？还是一套相对统一的类型？

如果你需要加速一个给定类型的分配，内存池是一种经过验证的技术（一个可能的缺点是你可以跳过整个内存，影响缓存性能）。
应用程序范围的分配技术通常包括将所有分配舍入到配置文件驱动的存储桶大小，以便保持碎片化。
多线程应用程序通常具有可以从中分配的每个线程池，而不会有与其他线程争用的风险

tcmalloc的文档非常擅长描述这些技术的当前技术水平。

这里没有太多复杂的东西，但你可能正在重新发明轮。有一些开源库可以做到这一点。

Answer 3

不要使用想法＃1，你会浪费大量资源，这些资源可能在整个应用程序的执行过程中可能仍未使用，同时阻止其他进程使用它（取决于你计划的数量）取）。

我想制作自己的Malloc

3 个答案:

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