【C语言】【unix c】malloc的实现机制（缓冲机制）

- 日理万妓 2022-06-10 12:36 221阅读 0赞

一、malloc的实现机制（缓冲机制）
        1、库函数跟系统调用之间的关系
            malloc是一个库函数，使用malloc函数，该函数会调用mmap(2)和brk(2),sbrk(2)函数来分配内存，每次分配33*4k的空间大小
        2、什么是缓冲？
            在释放之前所有的动态空间后，最后一个33*4k的空间不会被释放，以保证下次再次分配时不用调用系统函数，提升运行速度
        3、内存的分配原理：
            在系统函数分配好空间之后，这时的空间大小是33*4K的大小，当malloc划分1024时就先从这33*4K部分进行划分，直到全部用完才会重新调用系统函数再次划分
    
            举例说明malloc的实现机制（缓冲）(malloc.c)
    
                #include <stdio.h>
                #include <stdlib.h>
                #include <sys/types.h>
                #include <unistd.h>
    
                int main(void) {
                    printf("PID:%d\n", getpid());
                    char *p1 = (char *)malloc(sizeof(int));//划分一个4字节的大小
                    char *p2 = (char *)malloc(sizeof(int));//原来基础上再划分4字节
                    char *p4 = (char *)malloc(sizeof(int));//再次划分4字节
                    char *p3 = (char *)malloc(33 * 4096);//一次划分33个块
                    char *p5 = (char *)malloc(34 * 4096);//划分一个超出33个块的大小
                    printf("p1 content %p\n", p1);
                    printf("p2 content %p\n", p2);
                    printf("p4 content %p\n", p4);
                    printf("p3 content %p\n", p3);
                    printf("p5 content %p\n", p5);
                    getchar();
                    free(p5);
                    printf("p5 free...\n");//释放后观察现象
                    getchar();
                    free(p4);
                    printf("p4 free...\n");
                    getchar();
                    free(p3);
                    printf("p3 free...\n");
                    getchar();
                    free(p2);
                    printf("p2 free...\n");
                    getchar();
                    free(p1);
                    printf("p1 free...\n");
                    getchar();
    
                    return 0;
                }
    
            命令： tarena@ubuntu:~/day/day27$ ./a.out 
            结果： PID:2859
                p1 content 0x9385008//每次划分不仅仅只划分需要的大小，还会多划分一些，用于存储对该部分的描述
                p2 content 0x9385018//第二次划分还在第一次所产生的范围内
                p4 content 0x9385028//第三次还在第一次划分的范围内
                p3 content 0xb75ea008
                p5 content 0xb75c7008
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]//4096换算为16进制为1000 ，8304-82e3=21转10进制为33
                b7500000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0         //超出第一次划分的范围后，都划分在这里
    
                p5 free...
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]
                b7523000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0 //p5释放后，这里减少23，有一部分是用于描述的 ？？？？？？？
    
                p4 free...
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]
                b7523000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0
    
                p3 free...
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]
                b7545000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0 
    
                p2 free...
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]
                b7545000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0 
    
                p1 free...
    
                082e3000-08304000 rw-p 00000000 00:00 0          [heap]//分配的块数是21（16进制）转换为十进制是33（每个块为4K大小）
                b7545000-b7546000 rw-p 00000000 00:00 0         //这里是起到一个分割的作用（这里的内存不使用，会根据分配情况移动位置）
    
    
    补充：
        函数A的实现代码中调用了B，函数B的功能是函数A主要的功能，这样就说函数A封装了函数B