【总结笔记】内存分配器（malloc）思考问题

参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/367060283

• 1、在内存申请中，如何以最大速度找到一块满足要求的空闲内存？

从内存申请到释放需要哪些细节？【4 大细节】

• 1、如何标记哪些内存是空闲的、哪些内存是非空闲的？

  内存块以哪种形式组织起来，使得我们能够追踪到每块内存的分配状态？

• 2、该选择什么样的空闲块给用户？
• 3、分配内存后，空闲内存块剩余的空间该如何处理？
• 4、如何处理用户还回去的内存？

管理空闲内存块

因为我们是要实现内存分配器，我们无法向未实现的内存分配器申请内存，所以我们无法将空闲块挂载在链表下。
解决办法： 将维护内存块的分配信息保存在内存块本身中。需要包括知道的信息：1）一个标识内存块是否空闲的标记；2）一个标识内存块大小的标记

• 1、通过将内存头 4B（假设是 32 位系统）的最后 1bit 设置分配标记位，从而知道哪些内存是空闲的、哪些内存是非空闲的；
  

• 2、空闲内存分配策略

  • First Fit：总是从头开始查找，找到第一块合适的空闲块；
  • Next Fit：从上一次找到合适的空闲块的位置开始查找；
  • Best Fit：找到所有的空闲内存块，并将所有满足要求的并且大小为最小的那个空闲内存块返回；

• 3、划分内存块
  为防止内部碎片，假设申请的是 16 B，而返回的是 32 B，我们要将空闲内存块进行划分，前一部分设置为已分配，返回给内存使用者，后一部分变为一个新的空闲内存块。

• 4、合并空闲内存块
  最为简单的合并策略就是释放内存时立即合并内存块。根据内存块头部信息，可以很清楚地知道下一个内存的信息，那如何知道上一个内存块的信息呢？
  解决办法： 在内存块的尾部添加 footer。上一内存块的 footer 和下一内存块的 header 是相邻的。