实现 malloc() 和 free() — 分割大块

wufei123 2025-01-26 阅读:51 评论:0
上一篇文章探讨了内存块重用顺序对内存消耗的影响,并优化了函数以减少浪费。然而,另一个更严重的问题依然存在:一个巨大的内存块可能会占据多个小块本可利用的空间。例如,分配一大块内存,释放后,再分配两个更小的块: void *ptr1 = ab...

实现 malloc() 和 free() — 分割大块

上一篇文章探讨了内存块重用顺序对内存消耗的影响,并优化了函数以减少浪费。然而,另一个更严重的问题依然存在:一个巨大的内存块可能会占据多个小块本可利用的空间。例如,分配一大块内存,释放后,再分配两个更小的块:

PHP
void *ptr1 = abmalloc(128);
void *ptr2 = abmalloc(8);
abfree(ptr1);
void *ptr3 = abmalloc(8);
void *ptr4 = abmalloc(8);

这时,128字节的空闲块无法被8字节的请求利用,导致后续8字节块分配需要再次扩展堆,造成内存利用率低下。

解决这个问题,一种高效但复杂的方法是使用“bins”:按大小分组的块列表。另一种更简单的方案是将大块分割成更小的块。本文采用后者。

代码重构

首先,对代码进行轻微重构。header_new() 函数同时负责分配内存和初始化块头,这不利于代码的可读性和维护性。我们将它拆分成两个函数:

  • header_plug():将已初始化的块插入到前一个和下一个块之间。
  • header_init():初始化块的元数据(大小和可用性)。

它们分别如下:

PHP
void header_init(header *header, size_t size, bool available) {
    header->size = size;
    header->available = available;
}

void header_plug(header *header, header *previous, header *next) {
    header->previous = previous;
    if (previous != NULL) {
        previous->next = header;
    }
    header->next = next;
    if (next != NULL) {
        next->previous = header;
    }
}

header_new() 函数修改如下:

PHP
header *header_new(header *previous, size_t size, bool available) {
    header *header = sbrk(sizeof(header) + size);
    header_init(header, size, available);
    header_plug(header, previous, NULL);
    return header;
}

(abmalloc() 函数中 last->previous->next = last; 这行可以删除,因为 header_plug() 现在负责处理此逻辑。)

分割内存块

接下来,实现 header_split() 函数。给定一个块头和所需最小大小,如果原始块足够大,则将其分割成两部分:

  • 所需大小的块;
  • 剩余部分及其新的块头;

首先,检查块是否足够大:

PHP
header *header_split(header *header, size_t size) {
    size_t original_size = header->size;
    if (original_size >= size + sizeof(header)) {

如果足够大,则分割块。首先,减小当前块的大小:

PHP
        header->size = original_size - size - sizeof(header);

计算新块的指针:

PHP
        header *new_header = (header + 1) + header->size; // Corrected pointer calculation

初始化新块的头:

PHP
        header_init(new_header, size, true);

将新块连接到链表:

PHP
        header_plug(new_header, header, header->next);

如果原始块是最后一个块,更新 last 指针:

PHP
        if (header == last) {
            last = new_header;
        }

返回新块:

PHP
        return new_header;
    } else {
        return header;
    }
}
更新 abmalloc()

最后,修改 abmalloc() 函数,在找到可用块后,调用 header_split() 尝试分割它:

PHP
if (header->available && (header->size >= size)) {
    header = header_split(header, size);
    header->available = false;
    return (void*)(header + 1); // Cast to void* for correct return type
}

如果块可以分割,则返回新块;否则,返回原始块。

关于块分割的说明

需要注意的是,新块是在原始块的末尾创建的。虽然也可以在开头创建,但在末尾创建新块可以使新的空闲块更靠近旧块,提高下次 abmalloc() 调用的效率。

分割大块内存是改进内存管理的一步,但它也可能导致小块内存碎片化,从而导致更大的请求需要扩展堆。下一篇文章将探讨如何解决这个问题。

以上就是实现 malloc() 和 free() — 分割大块的详细内容,更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章!

版权声明

本站内容来源于互联网搬运,
仅限用于小范围内传播学习,请在下载后24小时内删除,
如果有侵权内容、不妥之处,请第一时间联系我们删除。敬请谅解!
E-mail:dpw1001@163.com

分享:

扫一扫在手机阅读、分享本文

发表评论
热门文章
  • BioWare埃德蒙顿工作室面临关闭危机,龙腾世纪制作总监辞职引关注(龙腾.总监.辞职.危机.面临.....)

    BioWare埃德蒙顿工作室面临关闭危机,龙腾世纪制作总监辞职引关注(龙腾.总监.辞职.危机.面临.....)
    知名变性人制作总监corrine busche离职bioware,引发业界震荡!外媒“smash jt”独家报道称,《龙腾世纪:影幢守护者》制作总监corrine busche已离开bioware,此举不仅引发了关于个人职业发展方向的讨论,更因其可能预示着bioware埃德蒙顿工作室即将关闭而备受关注。本文将深入分析busche离职的原因及其对bioware及游戏行业的影响。 Busche的告别信:挑战与感激并存 据“Smash JT”获得的内部邮件显示,Busche离职原...
  • boss直聘怎么取消面试预约 boss直聘上面试爽约了会怎么样(面试.爽约.预约.取消.boss.....)

    boss直聘怎么取消面试预约 boss直聘上面试爽约了会怎么样(面试.爽约.预约.取消.boss.....)
    求职宝典:boss直聘面试技巧及取消预约方法 各位求职者注意啦!在Boss直聘上,随意取消面试预约会留下爽约记录,影响后续求职!本文将指导您如何避免爽约,以及如何取消已预约的面试。 如何取消Boss直聘面试预约? 打开Boss直聘APP,进入“我的”页面。 点击“待面试”,查看面试日程。 选择需要取消的面试,点击“取消面试”按钮即可。 Boss直聘面试爽约的后果? 爽约行为会在HR端留下记录,影响您的求职成功率。其他HR也能看到您的不良记录,所以务必重视面试预约。...
  • 闪耀暖暖靡城永恒怎么样-闪耀暖暖靡城永恒套装介绍(闪耀.暖暖.套装.介绍.....)

    闪耀暖暖靡城永恒怎么样-闪耀暖暖靡城永恒套装介绍(闪耀.暖暖.套装.介绍.....)
    闪耀暖暖钻石竞技场第十七赛季“华梦泡影”即将开启!全新闪耀性感套装【靡城永恒】震撼来袭!想知道如何获得这套精美套装吗?快来看看吧! 【靡城永恒】套装设计理念抢先看: 设计灵感源于夜色中的孤星,象征着淡然、漠视一切的灰色瞳眸。设计师希望通过这套服装,展现出在虚幻与真实交织的夜幕下,一种独特的魅力。 服装细节考究,从面料的光泽、鞋跟声响到裙摆的弧度,都力求完美还原设计初衷。 【靡城永恒】套装设计亮点: 闪耀的绸缎与金丝交织,轻盈的羽毛增添华贵感。 这套服装仿佛是从无尽的黑...
  • 蛋仔派对2025最新皮肤兑换码汇总 最新皮肤兑换码一览(兑换.皮肤.最新.派对.汇总.....)

    蛋仔派对2025最新皮肤兑换码汇总 最新皮肤兑换码一览(兑换.皮肤.最新.派对.汇总.....)
    蛋仔派对2025最新皮肤兑换码大放送!游戏内新增多款皮肤兑换码,包含最新、福利和通用三种类型,助你轻松获取精美奖励! 赶紧来看看如何兑换吧! 兑换码列表: 最新兑换码: ccewndj4k4k、cdkqdfm4fh、peetnmp4ef、cdxymk8f67 福利兑换码: cca863ywtfa、eggy2310am、eggy2311gz、eggyeggy9wz 通用兑换码: pec74dkcty、jsrqkrrjmh、cd3wt7wrph、ccepn7d8cjf...
  • python怎么调用其他文件函数

    python怎么调用其他文件函数
    在 python 中调用其他文件中的函数,有两种方式:1. 使用 import 语句导入模块,然后调用 [模块名].[函数名]();2. 使用 from ... import 语句从模块导入特定函数,然后调用 [函数名]()。 如何在 Python 中调用其他文件中的函数 在 Python 中,您可以通过以下两种方式调用其他文件中的函数: 1. 使用 import 语句 优点:简单且易于使用。 缺点:会将整个模块导入到当前作用域中,可能会导致命名空间混乱。 步骤:...