dlmalloc（一）【轉】

轉自：http://blog.csdn.net/ycnian/article/details/12971863

咱們寫過不少C程序了，常常會分配內存。記得剛學C語言時老師說過，能夠向兩個地方申請內存：一個是棧、一個是堆。小塊內存向棧申請，函數調用結束後程序會自動釋放內存。大塊內存向堆申請，記得必定要本身釋放，不然會形成內存泄漏。向堆申請內存直接調用malloc()就能夠了，參數是你申請的內存量。釋放內存時直接調用free()就能夠了，參數是內存塊指針。

        看似平靜的海面，海底則波濤洶涌。當時尚未學操做系統原理，更沒有讀過Linux內核代碼。如今仔細想一想才發現申請動態內存是一件多麼麻煩的事情。動態內存管理涉及到兩個層面的問題：內核層面和用戶層面。系統中的內存如何管理這是內核考慮的事情，總不能讓應用程序隨便使用系統中的內存吧。內核嚮應用程序提供了接口（爲此Linux提供了兩個系統調用brk和mmap），當應用程序須要申請內存時向內核提出請求，內核查找並分配一塊可用內存供應用程序使用。這部份內容屬於內核範疇，不屬於C基礎庫，所以不深刻說了。那麼用戶層面作什麼呢？用戶層面須要合理管理內存申請和釋放請求。好比：brk()能夠擴充或收縮堆的大小，你總不能每分配一次內存就調用一次brk()吧？釋放內存時更麻煩，你必須保證內存塊的釋放順序。好比先申請了內存塊a，而後申請了內存塊b，而後釋放a（b仍然在使用），若是釋放a時調用了brk()就會出問題。你不能在使用b的同時釋放a。

        好在出現了一個叫作「內存分配器」的東西，內存分配器接管了應用程序申請內存和釋放內存的請求，應用程序不再須要直接調用brk()和mmap()了，而是向內存分配器提交申請。有了內存分配器，咱們只須要記住malloc()和free()兩個接口函數就能夠了，其餘繁雜事情所有交給內存分配器負責了。申請內存時，內存分配器會一次向內核申請大量內存，而後分批交給應用程序，從而提升了效率。釋放內存時，應用程序也是將內存釋放給內存分配器，內存分配器在合適的時候再將內存釋放會內核。

        dlmalloc就是一種內存分配器，由Doug Lea在1987年開發完成，這是Android系統中使用的內存分配器。而Linux系統中採用的是ptmalloc，ptmalloc在dlmalloc的基礎上進行了改進，以更好適應多線程。dlmalloc採用兩種方式申請內存，若是應用程序單次申請的內存量小於256kb，dlmalloc調用brk()擴展進程堆空間，可是dlmalloc向內核申請的內存量大於應用程序申請的內存量，申請到內存後dlmalloc將內存分紅兩塊，一塊返回給應用程序，另外一塊做爲空閒內存先保留起來。下次應用程序申請內存時dlmalloc就不須要向內核申請內存了，從而加快內存分配效率。當應用程序調用free()釋放內存時，若是內存塊小於256kb，dlmalloc並不立刻將內存塊釋放回內存，而是將內存塊標記爲空閒狀態。這麼作的緣由有兩個：一是內存塊不必定能立刻釋放會內核（好比內存塊不是位於堆頂端），二是供應用程序下次申請內存使用（這是主要緣由）。當dlmalloc中空閒內存量達到必定值時dlmalloc纔將空閒內存釋放會內核。若是應用程序申請的內存大於256kb，dlmalloc調用mmap()向內核申請一塊內存，返回返還給應用程序使用。若是應用程序釋放的內存大於256kb，dlmalloc立刻調用munmap()釋放內存。dlmalloc不會緩存大於256kb的內存塊，由於這樣的內存塊太大了，最好不要長期佔用這麼大的內存資源。

        從下篇文章開始，咱們將詳細講解dlmalloc的代碼，環境是Linux 32位系統。