伙伴系统分配算法 在上一节, 我们介绍了Linux内核怎么管理系统中的物理内存....但有时候内核需要分配一些物理内存地址也连续的内存页, 所以Linux使用了 伙伴系统分配算法 来管理系统中的物理内存页....在Linux内核中, 把两个物理地址相邻的内存页当作成伙伴, 因为Linux是以页面号来管理内存页的, 所以就是说两个相邻页面号的页面是伙伴关系....所以, 使用伙伴系统算法只能分配 2order (order为0,1,2,3...)个页面. 那么order是不是无限大呢? 当然不是, 在Linux内核中, order的最大值是 10....Linux内核使用 free_area[i] 管理 2i 个内存页面大小的内存块列表.
文章目录 一、伙伴分配器分配内存流程 1、查询 n 阶页块 2、查询 n + 1 阶页块 3、查询 n + 2 阶页块 一、伙伴分配器分配内存流程 ---- 伙伴分配器 以 " 阶 " 为单位 , 分配.../ 释放 物理页 ; 阶 ( Order ) : 物理页 的 数量单位 , n 阶页块 指的是 2^n 个 连续的 " 物理页 " ; 页 / 阶 概念参考 【Linux 内核 内存管理...】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 ) 博客 ; " 伙伴分配器 " 分配内存流程 : 假设要 分配 n 阶页块 ; 1、查询 n 阶页块 查询当前是否有 空闲的 n...阶页块 , 如果有则 直接分配 , 如果没有 , 则进入下一步 , 查询 n + 1 阶页块 ; 2、查询 n + 1 阶页块 查询当前是否有 空闲的 n + 1 阶页块 , 如果有 , 将...n + 1 阶页块 分成 2 个 n 阶页块 , 一块插入 空闲 n 阶页块链表 ; 一块 直接分配 , 如果没有 , 则进入下一步 , 查询 n + 2 阶页块 ; 3、查询
文章目录 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 ---- Linux 内核 " 动态分配内存 "...是通过 " 系统接口 " 实现的 , 下面介绍几个重要的 接口函数 ; ① 以 " 页 " 为单位分配内存 : alloc_pages , __get_free_page ; ② 以 " 字节 " 为单位分配..." 虚拟地址连续的内存块 " : vmalloc ; ③ 以 " 字节 " 为单位分配 " 物理地址连续的内存块 " : kmalloc ; 注意 该 " 物理地址连续的内存块 " 是以 Slab 为中心的...; 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 ---- 执行 grep vmalloc /proc/vmallocinfo 命令 , 可以统计输出 通过 vmalloc 函数分配的 " 虚拟地址连续的内存块
手把手教你分析 Linux 启动流程 上一次咱们分析了 Linux 的启动流程和初始化流程，今天主要分析一下内存方面的初始化和常见的内存分配方式。...先说两个概念： 外部碎片：有一段小内存，夹在两个大内存中间，两个大内存已经被分配给进程，这一段小内存由于过小，不够申请者使用，就一直空闲。...3、其实所有的分配方式最底层都是伙伴系统，它先分配好一段大的内存，然后 slab 再从其中分配小的内存。...2、有的人可能知道 Linux 有一个 bootmem 分配器，这个是在Linux初始化过程中的一个临时分配器，他会在 setup_arch 函数中初始化，然后在 mm_init 中关掉，只是在伙伴系统出现之前的临时使用...bootmem 分配器按块进行分配，颗粒度很大，不够精细，比较浪费内存。bootmem 分配器只会在 start_kernel 函数和mm_init 函数之前存在，中间的函数会调用它进行内存分配。
Linux内存管理是一个非常复杂的子系统，要完全说清的话估计要一本书的篇幅。但Linux内存管理可以划分成多个部分来阐述，这篇文章主要介绍slab算法。...Linux有个叫伙伴系统的分配算法，这个算法主要解决分配连续个内存页的问题。...伙伴分配算法主要以内存页（4KB）作为分配单位，就是说伙伴分配算法每次可以分配 2order 个内存页（order为0、1、2...9）。...但有时候我们只需要申请一个很小的内存区（如32字节），这时候使用伙伴分配算法就显得浪费了。为了解决小内存分配问题，Linux使用了slab分配算法。...因为本身kmem_cache_t结构体也是小内存对象，所以也应该有slab分配器来分配的，但这样就出现“鸡蛋和鸡谁先出现”的问题。
~/Downloads/research/linux-5.15.4/mm/mmap.c SYSCALL_DEFINE1(brk, unsigned long, brk) { unsigned long...locked_vm += (len >> PAGE_SHIFT); vma->vm_flags |= VM_SOFTDIRTY; return 0; } https://www.man7.org/linux...man-pages/man2/brk.2.html https://corey.tech/DevOps-Industry-Updates-1/ https://jgsun.github.io/2019/01/21/linux-tcpdump.../ https://zgqallen.github.io/2019/05/14/linux-glic-mm-overview/ https://www.freesion.com/article/87121104152
永久内存映射区 该区域可访问高端内存. 访问方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端内存页或者使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域....他们定义在tools/virtio/linux/kernel.h?v=4.7, line 46 这两个函数返回一个指向内存块的指针, 其内存块至少要有size大小. 所分配的内存区在物理上是连续的....v=4.7, line 3853 3 分配掩码(gfp_mask标志) 3.1 分配掩码 前述所有函数中强制使用的mask参数，到底是什么语义? 我们知道Linux将内存划分为内存域...., __GFP_DMA32, __GFP_HIGHMEM, __GFP_MOVABLE是在内存中分别有对应的内存域信息, 因此我们定义了内存域的掩码GFP_ZONEMASK, 参见include/linux...那么内存分配可以从该内存域或更低的内存域进行, 该函数定义在include/linux/gfp.h?
Linux内核使用二进制伙伴算法来管理和分配物理内存页面, 该算法由Knowlton设计, 后来Knuth又进行了更深刻的描述....内核如何记住哪些内存块是空闲的 分配空闲页面的方法 影响分配器行为的众多标识位 内存碎片的问题和分配器如何处理碎片 2 内存分配API 2.1 内存分配器API 就伙伴系统的接口而言, NUMA或UMA...相反, 必须指定的是分配阶, 伙伴系统将在内存中分配2^0 rder页 内核中细粒度的分配只能借助于slab分配器(或者slub、slob分配器), 后者基于伙伴系统 内存分配函数 功能 定义 alloc_pages...(mask, order) 分配2^0 rder 页并返回一个struct page的实例，表示分配的内存块的起始页 NUMA-include/linux/gfp.h, line 466 UMA-include...2.2 内存分配API统一到alloc_pages接口 通过使用标志、内存域修饰符和各个分配函数，内核提供了一种非常灵活的内存分配体系.尽管如此, 所有接口函数都可以追溯到一个简单的基本函数(alloc_pages_node
从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。 ...应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同，Java中分配堆内存是自动初始化的。...Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的，但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存，在堆中分配的内存实际建立这个对象，而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针...堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。...但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。
对于小的对象来说，直接由线程的局部缓存来完成，大对象那就由自旋锁来减少多线程下的竞争）的设计思路，但是 Jemalloc 设计的更复杂，虽然也有线程缓存的特性，但是 Jemalloc 将内存分配的粒度划分为...虽然有众多的内存分配器，但是它们的核心都是一致的： 高效大的内存分配和回收，提升单线程或者多线程场景下的性能； 减少内存碎片，包括内部碎片和外部碎片，提升内存的有效利用率。...这边有个内存碎片的概念，可以介绍下，Linux 中物理内存会被分成若干个 4k 大小的内存页 Page，物理内存的分配和回收都是基于 Page 完成的，内部碎片就是 Page 内部产生的碎片，外部碎片就是各个...对于每个线程而言，Netty 会为之分配一个内存 Cache；而在多个线程之间可共享一个 Arena。...线程在首次申请分配内存时，会轮询 Arena 数量，选择一个固定的Arena，在线程的生命周期内只与该 Arena 打交道，所以每个线程都保存了 Arena 的信息，从而提高访问的效率。
内存分配 内存片 概述 内存片（memory slab） 是一个内核对象 允许从指定的内存区域上动态地分配内存块...允许从指定的内存区域上动态地分配内存块（memory block） 内存池中的内存块的大小是不固定的 内存池使用"伙伴"（buddy...）内存分配算法 API 定义内存池 struct k_mem_pool 内存池只能使用 K_MEM_POOL_DEFINE...堆内存池 概述 堆内存池（heap memory pool） 是一个预定义的内存池对象 运行线程像malloc()一样去动态申请内存...堆内存池智能定义一个 堆内存池大小是可配置的，支持256、1024、4096和16384字节 内存块分配后，它的前16字节将被内核用于记录块描述符，
问题描述 堆空间是线程共享的，那当多个线程同时申请堆内存空间，怎么保证线程安全 2....解决办法 常见的解决办法就是CAS，失败重试，但是每次线程申请内存的时候都进行CAS，在并发高的情况下，会影响性能。 所以HotSpot虚拟机中采用TLAB的方法进行内存分配。...即: 每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，然后再给对象分配内存的时候，直接在自己这块"私有"内存中分配，当这部分区域用完之后，再分配新的"私有"内存。...TLAB空间的大小 总结一下TLAB： 需要TLAB的原因就是提高对象在堆上的分配效率而采用的一种手段，就是给每个线程分配一小块私有的堆空间，即TLAB是一块线程私有的堆空间（实际上是Eden区中划出的...参考 JAVA | Java对象的内存分配过程是如何保证线程安全的？ 关于栈上分配和TLAB的理解
文章目录 一、bootmem 引导内存分配器算法 1、低端内存映射 2、内存记录位图 3、最先适配算法 4、内存分配记录 二、bootmem 引导内存分配器 内存操作 函数 ( alloc_bootmem...交给 " 引导内存分配器 " 管理 , 低端内存 可以 直接映射到 内核虚拟地址空间 对应的 物理内存 ; 2、内存记录位图 内存记录位图 : 引导内存分配器 中 , 使用 " 位图 " 记录 物理页..." 位图 " , 找到 满足 内存需求大小 的 第一块 空闲的内存块 ; 4、内存分配记录 内存分配记录 : 为了有效利用内存 , " 引导内存分配器 " 支持小于 1 页的内存块分配 , bootmem_data...表示 上一次分配 内存块 的结束位置 后面的 物理页位置 索引 , 下次分配优先分配该索引 物理页 ; 在下一次分配内存时 , 如果 上次内存分配的物理页 的剩余空间 小于等于 要分配的内存 , 那么...直接在该 物理页 上分配内存 ; 二、bootmem 引导内存分配器 内存操作 函数 ( alloc_bootmem | free_bootmem ) ---- " bootmem 引导内存分配器 "
为了提高响应速度，内存之中需要驻留多个进程来实现这一性能改进。现在就需要考虑内存分配。 在内存分配之前，我们需要知道内存保护的问题。首先，用户进程之间彼此不能影响，用户进程也不能影响操作系统。...连续内存分配是最简单的一种方法，它主要用于批处理系统。给内存分为固定大小的块。每个块只能容纳一个进程。这样一个个大小不同的内存分块就形成了，当新进程需要内存的时候，系统会为它找一块足够大的孔。...如果孔很大，那么剩余的部分还会作为一个孔，当进程退出的时候，它将释放内存。如果新的孔和旧的孔在一起，那么可以合并它们。但是新进程需要内存的时候，将哪个合适的孔分配给它？...不连续的小孔最终就会无法容纳一个进程，导致产生碎片化的内存。还有一种碎片是内部碎片，一般系统分配的内存是2的次方，而不是你需要多大分配的就刚好是这么大。...这样只要有物理内存就可以为进程分配。主要有两种实现方案分页和分段。它们还可以合并使用。
1.void *malloc(int size); 2.void free(void *p); 例：建立动态数组，输入5个学生的成绩，输出不及格学生的成绩。 #...
之前说了管理区页框分配器，这里我们简称为页框分配器，在页框分配器中主要是管理物理内存，将物理内存的页框分配给申请者，而且我们知道也可页框大小为4K(也可设置为4M)，这时候就会有个问题，如果我只需要1KB...大小的内存，页框分配器也不得不分配一个4KB的页框给申请者，这样就会有3KB被白白浪费掉了。...为了应对这种情况，在页框分配器上一层又做了一层SLAB层，SLAB分配器的作用就是从页框分配器中拿出一些页框，专门把这些页框拆分成一小块一小块的小内存，当申请者申请的是小内存时，系统就会从SLAB中获取一小块分配给申请者...专用SLAB用于特定的场合(比如TCP有自己专用的SLAB，当TCP模块需要小内存时，会从自己的SLAB中分配)，而普通SLAB就是用于常规分配的时候。...如果看了我linux内存源码分析 - 页框分配器的朋友，或许可以联系起来了。SLAB就是一组连续的页框，它的描述符结合在页描述符中，也就是页描述符描述SLAB的时候，就是SLAB描述符。
这种分配固定大小内存分配的方法称为静态内存分配。...为了解决这个问题，提出了动态内存分配。所谓动态内存分配是指在程序执行的过程中动态地分配或者回收存储空间的内存分配方法。...动态分配不像数组等静态内存分配方法需要预先申请内存空间，而是由系统根据程序的需要即时分配，且分配的大小就是程序要求的大小。...从以上动、静态内存分配比较可以知道动态内存分配相对于静态内存分配的特点： 不需要预先分配内存空间 分配的空间可以根据程序的需要扩大或缩小 1.如何实现动态内存分配及其管理 要实现根据程序的需要动态分配存储空间...free函数释放已经不用的内存区域。所以有这两个函数就可以实现对内存区域进行动态分配并进行简单的管理了。
接上一篇，下面来看看内存分配的初始化、分配等。...内存分配 针对于不同大小的的对象，go的分配策略是不同的： (0, 16B) 且不包含指针的对象： Tiny分配 (0, 16B) 包含指针的对象：正常分配 [16B, 32KB] : 正常分配...(32KB, -) : 大对象分配 Tiny分配和大对象分配都属于内存管理的优化范畴，这里就仅看正常分配。...1、获取当前线程的私有缓存mcache 2、跟据size计算出适合的class的id 3、从mcache的alloc[class]数组中找到可用的span 4、如果mcache没有可用的span，...go的内存分配非常复杂，中间还有很多GC的细节在里面，一言半语的也说不详细，大家可以对着简单的纲要直接看源码，注释也非常详细，一定要对照上一篇的图来理解go内存管理。
关于Java内存分配，很多问题都模模糊糊，不能全面贯通理解。...一、Java内存分配 1、 Java有几种存储区域？...Java对象的内存总是在heap中分配。 4、Java内存分配实例解析 常量池(constant pool)指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。...堆内存分配 JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64； JVM最大分配的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4。 ...非堆内存分配 JVM使用-XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64； 由XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。
小对象分配 小对象内存分配默认会分配86个不同大小的块，这些块的大小不一致，内部采用单链表数组来组织内存，使用时遵循懒加载策略，等到使用时才进行初始化。 ?...image.png 大对象分配 大于32k的内存申请，属于大对象的分配，使用全局缓存堆直接分配，内存的组织方式也是通过单链表数组进行的，数据长度是256，每个链表的元素的大小是不同的，但都是4k（1page...image.png Span tcmalloc使用span来管理内存分页，一个span可以包含几个连续分页。span的状态只有未分配、作为大对象分配、作为小对象分配。...go内存分配 主流程 1、申请一块较大的虚拟内存空间，用于内存分配及管理 当空间不足时，向系统申请一块较大的内存，如100KB或者1MB 申请到的内存块按特定的size，被分割成多种小块内存（go：...管理多个span供线程申请使用，mcache作为线程私有资源，资源来源于mcentral。
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