伙伴算法和slab算法

0. 内存管理问题

内存碎片太小和管理内存碎片的效率问题

内存碎片：回收内存时，将内存块放入free链表中。因内存越分越小，内存块小而多。当需要一块大内存时，尽管此时空闲内存的总和可能足够满足需求，但是过于零散，没有一个合适的内存块。

原因：分配内存时，不能将相邻内存合并

解决办法：

• 小块内存单独分配(内存池)，大内存由操作系统分配。[Nginx，STL采用]
• 伙伴算法
• slab算法

1. 伙伴算法

大致分为以下几步：

1. 将空闲页面分为m个组。第1组1个块，第2组2个块，第三组4个块，...，第m组2^(m-1)块
2. 每个组是一个链表，连接相同大小的块
3. 伙伴块大小相等

分配内存

如果申请的内存大小为n，则向上取整为2的幂次数，定位到响应组，到组中(链表上)找空闲块分配出去；若没有空闲块，则到上一组找，直到找到为止，并将剩余的内存放到下面适当的组中。

合并内存

用完内存需要归还，根据实际内存块大小向上取整为2的幂次数，归入链表。

1. 检测其伙伴块是否空闲
2. 如果空闲就合并在一起，继续检测1
3. 如果不空闲，直接归入链表

注：伙伴算法使用位图标记内存块的使用情况

特点

1. 优点：解决外部碎片问题，尽量分配连续的页面，简单易行。
2. 缺点：容易造成内存浪费，比如请求9K的内存，却要到16K的链表上找，尽管剩下的7K会下放到后面数组中，频繁的合并占用内存。可以设置低潮个数来解决这个问题。

slab算法

slab以内存池为思想，解决内部碎片问题，专门解决小内存问题。

slab算法