为什么 malloc() 被视为库调用而不是系统调用？

Question

为什么 malloc() 被视为标准 C 库函数而不是系统调用？操作系统似乎负责处理所有内存分配请求。

Answer 1

当然可以将andmalloc作为系统调用来实现free，但很少这样做。

系统调用是对操作系统内核的调用。例如，在 POSIX 系统（Linux、UNIX...）上，read和write是系统调用。当 C 程序调用 时read，它可能会调用一个包装器，该包装器会执行向内核发出请求所需的任何操作，然后将结果返回给调用者。

事实证明，进行内存管理的最有效方法是使用较低级别的系统调用（请参阅brk和sbrk）来扩展当前进程的数据段，然后使用库调用（malloc、free等）来管理该段内的内存。该管理不需要与内核进行任何交互；这只是在当前进程中执行的指针操作。该malloc函数将调用系统调用，例如brk或sbrk如果它需要比当前可用的内存更多的内存，但许多malloc调用根本不需要与内核进行任何交互。

上面的内容是针对 Linux/POSIX/UNIX 系统的。例如，Windows 的细节会有所不同，但总体设计可能相似。

请注意，某些 C 标准库函数通常直接作为系统调用实现。time就是一个例子（但正如 Nick ODell 在评论中指出的那样，time通常可以在不与内核交互的情况下执行调用）。