雕刻时光

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内存管理算法--Buddy伙伴算法

Posted on 2014-03-13 16:02 huhuuu 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

Buddy算法的优缺点:

1)尽管伙伴内存算法在内存碎片问题上已经做的相当出色,但是该算法中,一个很小的块往往会阻碍一个大块的合并,一个系统中,对内存块的分配,大小是随机的,一片内存中仅一个小的内存块没有释放,旁边两个大的就不能合并。

2)算法中有一定的浪费现象,伙伴算法是按2的幂次方大小进行分配内存块,当然这样做是有原因的,即为了避免把大的内存块拆的太碎,更重要的是使分配和释放过程迅速。但是他也带来了不利的一面,如果所需内存大小不是2的幂次方,就会有部分页面浪费。有时还很严重。比如原来是1024个块,申请了16个块,再申请600个块就申请不到了,因为已经被分割了。

3)另外拆分和合并涉及到 较多的链表和位图操作,开销还是比较大的。

Buddy(伙伴的定义):

这里给出伙伴的概念,满足以下三个条件的称为伙伴:
1)两个块大小相同;
2)两个块地址连续;
3)两个块必须是同一个大块中分离出来的;

Buddy算法的分配原理:

假如系统需要4(2*2)个页面大小的内存块,该算法就到free_area[2]中查找,如果链表中有空闲块,就直接从中摘下并分配出去。如果没有,算法将顺着数组向上查找free_area[3],如果free_area[3]中有空闲块,则将其从链表中摘下,分成等大小的两部分,前四个页面作为一个块插入free_area[2],后4个页面分配出去,free_area[3]中也没有,就再向上查找,如果free_area[4]中有,就将这16(2*2*2*2)个页面等分成两份,前一半挂如free_area[3]的链表头部,后一半的8个页等分成两等分,前一半挂free_area[2]
的链表中,后一半分配出去。假如free_area[4]也没有,则重复上面的过程,知道到达free_area数组的最后,如果还没有则放弃分配。

 

 

 

Buddy算法的释放原理:

内存的释放是分配的逆过程,也可以看作是伙伴的合并过程。当释放一个块时,先在其对应的链表中考查是否有伙伴存在,如果没有伙伴块,就直接把要释放的块挂入链表头;如果有,则从链表中摘下伙伴,合并成一个大块,然后继续考察合并后的块在更大一级链表中是否有伙伴存在,直到不能合并或者已经合并到了最大的块(2*2*2*2*2*2*2*2*2个页面)。

整个过程中,位图扮演了重要的角色,如图2所示,位图的某一位对应两个互为伙伴的块,为1表示其中一块已经分配出去了,为0表示两块都空闲。伙伴中无论是分配还是释放都只是相对的位图进行异或操作。分配内存时对位图的
是为释放过程服务,释放过程根据位图判断伙伴是否存在,如果对相应位的异或操作得1,则没有伙伴可以合并,如果异或操作得0,就进行合并,并且继续按这种方式合并伙伴,直到不能合并为止。

 

参考:http://blog.csdn.net/orange_os/article/details/7392986