linux系统编程-内存管理day03

• 总结了8.6~8.7的内容

调试内存分配

程序可以设置MALLOC_CHECK_环境变量来开启存储系统额外的调试功能。

• 这个额外的调试检查是以降低内存分配的效率为代价的。
• 这个开销在开发应用的调试阶段是非常值得的，因为仅仅一个环境变量就能控制调试，不必重新编译程序。
  可以简单的执行如下指令：

$ MALLOC_CHECK_=1 ./rudder

MALLOC_CHECK_有三种设定：
MALLOC_CHECK_=0， 存储系统会忽略所有错误
MALLOC_CHECH_=1, 信息会被输出到标准错误输出stderr.
MALLOC_CHECK_=2, 进程会立即通过abort( )终止。

获得统计数据

1. mallinfo( )函数用来获得关于动态存储分配系统的统计数据：

#include 
struct mallinfo mallinfo(void);

• 用法：

struct mallinfo m;
m = mallinfo( );
printf("free chunks: %d \n", m.ordblks);

2. stats( )函数，将跟内存相关的统计数据打印到标准错误输出（stderr）：

#include 
void malloc_stats(void);

基于栈的分配

之前的几节关于动态内存分配机制都是使用堆和存储器映射来实现的（因为堆和匿名映射本来就是动态的，所以很自然地想到用它们来分配动态内存）.
另一个在程序地址空间中常用的结构，栈，是用来存放程序的自动变量的。

• 在很多系统中，基于栈的分配没有被定义，或者性能很差。但是在Linux系统中，基于栈的分配（alloca( )）却是一个非常好用但没有被人们认识到的工具，在各种架构下，通过alloca( )进行内存分配就和增加栈指针一样简单，比malloc( )性能好很多。对于linux下较小的内存分配，alloca( )能收获令人激动的性能，故学习它是很有必要的。

1. alloca( )函数：

#include 
void *alloca(size_t size);

调用alloca( )时，成功时会返回一个指向size字节大小的内存指针。

• 这块内存是在栈中的，当调用它的函数（例如main函数）返回时，这块内存将被自动释放。
• 用法与malloc( )一样，但是不用自己释放（也不能自己释放）。

注意不能使用由alloca( )得到的内存来作为一个函数调用的参数，因为分配到的内存块会被当做参数保存在函数的栈中。例如：以下就是错误的

/* Do not do this! */
ret = foo (x, alloca(100));

2. strdupa( ) 和 strndupa( )
   alloca( )常见的一个用法是来临时复制一个字符串。例如：

char *dup;
dup = alloca(strlen(song) + 1);
strcpy(dup, song);
/* 使用dup */
return; /* dup is automatically freed */

linux专门提供了strdupa( )来将一个给定的字符串复制到栈中：

#define _GNU_SOURCE
#include 
char *strdupa (const char *s);
char *strndupa (const char *s, size_t n);

• 调用strdupa( )会返回一个s的拷贝。strndupa( )将拷贝s中的（前）n个字符。
• POSIX并没有定义alloca( ), strdupa( ), strndupa( ). 考虑到可移植性，不鼓励使用这些函数。
• 然而在linux上，alloca( )以及由它衍生的一些函数却表现的非常好，可以通过简单的移动栈指针来代替其它一些复杂动态分配内存方法。

3. 变长数组VLAs
   VLAs用与alloca( )相似的方法避免了动态存储分配所产生的负载。例如：

for (i  = 0; i < n; ++i) {
    char foo[i+1];
    /* use 'foo' ... */
}

在上面的例子中，在每次循环中，foo都被动态的创建，并在这轮循环结束时自动释放。

• 如果我们使用alloca( )来代替VLAs，那么内存空间将直到函数返回时才会被释放。
• alloca( )和变长数组的主要区别在于：前者获得的内存在函数执行过程中始终存在，而通过后者获得的内存在出了作用域后便释放了。
• 为了安全起见，在一个固定的函数中只应使用其中之一。