LINUX系統程式設計 第二版

記憶體管理

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匿名記憶體映射

glibc

中的記憶體分配，使用了資料區段及記憶體映射的組合。實現

malloc()

的典型做

法，就是把資料區段分割成一系列 2 的次方之分割區（partition），而且可以透過傳回最

接近所要求大小的分割區，來滿足記憶體分配的需求。欲釋出記憶體只需要把相對應的

分割區標記為「可用」（free）就行了。如果毗鄰的分割區也被標記為可用，則它們會被

合併成一個較大的分割區。如果堆積的頂部整個是可用的，則系統會使用

brk()

調低轉

折點，縮小堆積以及把記憶體傳回核心。

此演算法稱為

伙伴記憶體分配機制

（

buddy memory allocation scheme

）。它的優點是速度

快並且容易實作，但缺點是會導致兩種碎裂（fragmentation）。如果使用比所要求大小還

多的記憶體來滿足一個分配需求，就會發生

內部碎裂

（

internal fragmentation

）的情況。

這會導致可用的記憶體變成無用的結果。如果可用的記憶體能夠滿足所要求的大小，但

是卻被分隔成二或多個非毗鄰的團塊，就會發生

外部碎裂

（

external fragmentation

）的情

況。這會導致記憶體無法使用（因為，也許使用了一個較大、較不適當的區塊）或是記

憶體分配失敗（如果不存在可供選擇的區塊）。

再者，此機制會讓一個記憶體分配“釘住”（pin）另一個，以避免傳統的 C 程式庫把

記憶體釋回核心。假設分配了兩個記憶體區塊：區塊 A 和區塊 B。區塊 A 就在轉折點

上，而區塊 B 位於區塊 A 之下。即使程式釋出區塊 ...