一直對malloc的實現不是很懂，k&r的c程式語言的8.7節講了乙個malloc的基本實現，這篇文章主要把自己的理解記錄一下。
malloc是在堆裡申請空間的，每一次申請的空間叫做記憶體塊，每個記憶體塊包括頭部和資料區，空閒的記憶體塊通過乙個迴圈鍊錶組織在一起，記憶體塊的位址是從低到高排列的，這是由堆的位址是從低到高生長決定的，鍊錶有乙個表頭，表頭不包含資料區。
為了簡化塊的對齊，每個記憶體塊的大小都是頭部的整數倍，頭部通過乙個聯合體來實現，包括指向下乙個塊的指標和當前塊的長度：
typedef long align;/*for alignment to long boundary*/
union header s;
align x; //強制塊的對齊
};typedef union header header;
malloc
時，首先讓
base
指向自己
申請空間時遍歷每乙個空閒記憶體塊，這裡分為
3種情況： 1)
當申請的空間剛好為塊的長度時，返回該塊的資料區位址，並把塊從鍊錶中移除 2)
當申請的空間小於塊的長度時，從尾部**乙個資料塊，並將資料區位址返回給使用者
3)
當遍歷完整個鍊錶後，不存在記憶體塊滿足申請時，那麼呼叫
morecore()
向作業系統申請乙個更大的記憶體塊插入到記憶體中，實現**如下：
static header base; //煉表表頭
static header *freep = null; //空閒鍊錶的初始指標
void *malloc(unsigned nbytes)
//從freep的下乙個記憶體塊開始遍歷鍊錶
for(p = prevp->s.ptr; ;prevp = p, p= p->s.ptr)
freep = prevp;
return (void*)(p+1);//返回資料區
}if ((p = morecore(nunits)) == null)//向作業系統申請空間
return null; /* none left */}}
morecore
的實現，首先簡單介紹一下作業系統的記憶體排布，這個主要摘自以下文章
「根據linux
核心相關文件
描述，linux64
位作業系統僅使用低
47位，高
17位做擴充套件（只能是全0或全
1）。所以，實際用到的位址為空間為
0x0000000000000000 ~ 0x00007fffffffffff
和0xffff800000000000 ~ 0xffffffffffffffff
，其中前面為使用者空間（
user space
），後者為核心空間（
kernel space
）。圖示如下：
對使用者來說，主要關注的空間是
user space
。將user space
放大後，可以看到裡面主要分為如下幾段：
一般來說，
malloc
所申請的記憶體主要從
heap
區域分配（本文不考慮通過
mmap
申請大塊記憶體的情況）。程序所面對的虛擬記憶體位址空間，只有按頁對映到物理記憶體位址，才能真正使用。受物理儲存容量限制，整個堆虛擬記憶體空間不可能全部對映到實際的物理記憶體。
linux
對堆的管理示意如下：
維護乙個
break
指標，這個指標指向堆空間的某個位址。從堆起始位址到
break
之間的位址空間為對映好的，可以供程序訪問；而從
break
往上，是未對映的位址空間，如果訪問這段空間則程式會報錯。
要增加乙個程序實際的可用堆大小，就需要將
break
指標向高位址移動。
linux
通過brk
和sbrk
系統呼叫操作
break
指標。兩個系統呼叫的原型如下：
int brk(void *addr);
void *sbrk(intptr_t increment);
brk將
break
指標直接設定為某個位址，而
sbrk
將break
從當前位置移動
increment
所指定的增量。
brk在執行成功時返回
0，否則返回
-1並設定
errno
為enomem
；sbrk
成功時返回
break
移動之前所指向的位址，否則返回
(void *)-1。
乙個小技巧是，如果將
increment
設定為0
，則可以獲得當前
break
的位址。」
通過上面的講解之後，我們知道向作業系統請求記憶體塊其實就是移動
break
指標，但這是乙個開銷很大的操作，我們不希望每次都呼叫
morecore
函式，基於這個考慮
morecore
函式請求至少
nalloc
個header
單元長度，這個較大的塊將根據需要分成多個較小的塊
#define nalloc 0//1024 /* minimum #units to request */
static header *morecore(unsigned nu)
free
函式的實現，由上面
sbrk
的實現可知記憶體塊的位址是從低到高排列的，我們定義最低的位址為鍊錶的開始，最高的位址為鍊錶的末尾，在
free
函式中會遍歷鍊錶確定要釋放的位址處於哪兩個相鄰的空閒塊之間，也可能處於鍊錶的末尾，找到後將其插入到這兩個空閒塊之間，如果被釋放的塊與空閒塊相鄰，那麼將其與空閒塊合併。
void free(void *ap)
else
bp->s.ptr = p->s.ptr;
if (p+p->s.size == bp) else
p->s.ptr = bp;
freep = p;//返回前乙個相鄰的空閒塊
}
的乙個簡單實現，以後可能會回來再看看
glibc和vs
裡的實現
malloc的實現原理
malloc 是 c語言中動態 儲存管理 的一組標準庫函式之一。其作用是在記憶體的動態儲存區中分配乙個長度為size的連續空間。其引數是乙個無符號整形數，返回值是乙個指向所分配的連續儲存域的起始位址的指標。動態記憶體分配 就 是指在程式執行的過程中動態地分配或者 儲存空間的分配記憶體的方法。動態記憶...
malloc的底層實現
每個程序都有乙個虛擬記憶體空間，虛擬記憶體空間通過mmu 儲存器管理單元 對映到真正的物理空間，mmu是乙個硬體，利用儲存在主存中的查詢表翻譯虛擬位址，查詢表由作業系統管理，使用者無法獲取。虛擬位址空間給每個程序乙個假象，就像每個進城擁有4g的執行空間一樣，但是實際在使用記憶體的時候，虛擬位址空間通...
malloc的實現原理
malloc是c語言最常用的標準庫函式之一，用於在程式執行中動態地申請記憶體空間。我們都會使用它，其函式原型為 extern void malloc unsigned int num bytes 那麼它是怎麼實現的呢？不同的編譯環境中對它的實現可能不同。比如glibc the gnu c libra...