轉(zhuǎn)載請注明原文地址：http://www.cnblogs.com/ygj0930/p/6539590.html?

??? 內(nèi)核內(nèi)存管理的一項重要工作就是如何在頻繁申請釋放內(nèi)存的情況下，避免碎片的產(chǎn)生。這就要求內(nèi)核采取靈活而恰當?shù)膬?nèi)存分配策略。通常，內(nèi)存分配一般有兩種情況：大對象（大的連續(xù)空間分配）、小對象（小的空間分配）。針對不同的需求，Linux分別采取了伙伴系統(tǒng)算法和SLAB進行內(nèi)存分配。

??? 伙伴系統(tǒng)：把所有的空閑頁框分為11個塊鏈表，每個塊鏈表中的結(jié)點分別是大小為1，2，4，8，16，32，64，128，256，512和1024個連續(xù)頁框的頁框塊。最大的頁框塊包含1024個連續(xù)頁框，對應(yīng)4MB大小的連續(xù)內(nèi)存。假設(shè)要申請一個256個頁框的塊，則先從結(jié)點為256個連續(xù)頁框塊的鏈表中查找空閑塊，如果沒有，就去512個頁框的鏈表中找，找到了則將頁框塊分為2個256個頁框的塊，一個分配給應(yīng)用，另外一個移到256個頁框的鏈表中。如果512個頁框的鏈表中仍沒有空閑塊，繼續(xù)向1024個頁框的鏈表查找—分割—分配和轉(zhuǎn)移。如果仍然沒有，則返回錯誤。使用過的頁框塊在釋放時，會主動將兩個連續(xù)的頁框塊合并為一個較大的頁框塊，然后作為結(jié)點插入相應(yīng)規(guī)格的鏈表中。

??? 伙伴系統(tǒng)很好地解決了外部碎片（頁框之間的碎片）問題：

??? 如圖，當前內(nèi)存段中空閑的頁框最大不過連續(xù)3個頁框。如果此時申請4個連續(xù)頁框大小的內(nèi)存則只能去更大的空閑內(nèi)存處截取了，久而久之，這些頁框之間留下的空隙就成為了外部碎片。而伙伴系統(tǒng)對這些外部碎片進行管理（分配、合并），使得內(nèi)存中的頁框能盡量得到使用。

??

??? SLAB：伙伴系統(tǒng)分配內(nèi)存時是基于頁框為單位的，比較大。如果是幾十個字節(jié)的小內(nèi)存分配怎么辦呢？此時就需要用SLAB機制。slab分配器是基于對象進行管理的，所謂的對象就是內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（例如：task_struct,file_struct 等）。相同類型的對象歸為一類，每當要申請這樣一個對象時，slab分配器就從一個slab列表中分配一個這樣大小的單元出去，而當要釋放時，將其重新保存在該列表中，而不是直接返回給伙伴系統(tǒng)，從而避免內(nèi)部碎片。slab分配器并不丟棄已經(jīng)分配的對象，而是釋放并把它們保存在內(nèi)存中。slab分配對象時，會使用最近釋放的對象的內(nèi)存塊，因此其駐留在cpu高速緩存中的概率會大大提高。也就是說：在內(nèi)存中維護一個slab列表，列表項對應(yīng)這各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大小的內(nèi)存塊；當有小對象申請內(nèi)存時，直接從slab列表中找到對象類型的列表項，把相應(yīng)大小的內(nèi)存分配出去；對象用完后，釋放掉對象并把對象所占的內(nèi)存塊歸還到slab列表以供下一個同類型的對象使用。

???? 同理，由于SLAB是對于小對象的內(nèi)存分配，很好地解決了頁框內(nèi)部的內(nèi)存分配產(chǎn)生的碎片（內(nèi)部碎片）問題。

?????????????

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux内存分配机制之伙伴系统和SLAB的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。