堆管理

Question

我知道有一个元数据存储辅助信息free(),realloc()当我们只提供指针时使用辅助信息.

我对堆很少有疑问.

• 堆栈按进程分配.毫无疑问,但不确定堆.无论堆信息是否全局维护,否则每个进程都会有一些机制来保存有关该特定进程的已分配内存的信息.
  
  
• 堆信息将如何维护？我猜哈希机制.我用Google搜索并尝试了SO.他们中的大多数人都将其解释为具体实施......就像那样.

Answer 1

像堆栈一样,堆是一个进程,一个(几乎)纯粹的用户空间.

堆管理器使用sbrk系统调用通知操作系统它打算增加所需的内存量.除了将"未知"到"现有,零,从未访问"的页面范围更改之外,这几乎没有什么(这实际上意味着它们仍然不存在,但操作系统假装它们会这样做).首次访问页面时,它会出现故障,并且操作系统会从零池中提取零页面.
(它可能稍微复杂一点,因为如果从顶部释放了大量内存,堆管理器也可能缩小数据段,但基本上它就像那样简单).

这已经是所有操作系统都知道堆的了.其他所有内容,例如拆分块,将释放的块放入列表或类似结构,以及重用块都发生在堆管理器内,这是直接或间接(例如作为glibc的一部分)程序的一部分.

堆管理器究竟在做什么是依赖于实现的,至少存在六种众所周知的不同malloc实现,它们以不同的方式工作.例如,参见这一个或这一个或这个.

堆栈以相同或类似的方式工作.某个内存范围最初是"保留的",而不实际保留任何内容(即,不创建页面).提交了几个页面(即创建),最后一页是写保护或不存在的,这是以特殊方式记住的.当堆栈增长以触及最后一页时,就会发生故障.然后,如果堆栈仍在允许的大小范围内,则从零池中提取新页面.

当进程终止时,对这些页面的所有引用都将被删除,并且(假设它们不与仍保留引用的另一个进程共享)移交给低优先级后台任务,后者将它们归零并将它们添加到"零池".