Glibc内存管理--ptmalloc2源代码分析（八）

3.2.5 内存回收概述

free() 函数接受一个指向分配区域的指针作为参数，释放该指针所指向的chunk。而具体的释放方法则看该chunk所处的位置和该chunk的大小。free()函数的工作步骤如下：

free()函数同样首先需要获取分配区的锁，来保证线程安全。

1.   判断传入的指针是否为0，如果为0，则什么都不做，直接return。否则转下一步。
2. 判断所需释放的chunk是否为mmaped chunk，如果是，则调用munmap()释放mmaped chunk，解除内存空间映射，该该空间不再有效。如果开启了mmap分配阈值的动态调整机制，并且当前回收的chunk大小大于mmap分配阈值，将mmap分配阈值设置为该chunk的大小，将mmap收缩阈值设定为mmap分配阈值的2倍，释放完成，否则跳到下一步。
3. 判断chunk的大小和所处的位置，若chunk_size <= max_fast，并且chunk并不位于heap的顶部，也就是说并不与top chunk相邻，则转到下一步，否则跳到第6步。（因为与top chunk相邻的小chunk也和 top chunk进行合并，所以这里不仅需要判断大小，还需要判断相邻情况）
4.   将chunk放到fast bins中，chunk放入到fast bins中时，并不修改该chunk使用状态位P。也不与相邻的chunk进行合并。只是放进去，如此而已。这一步做完之后释放便结束了，程序从free()函数中返回。
5.   判断前一个chunk是否处在使用中，如果前一个块也是空闲块，则合并。并转下一步。
6. 判断当前释放chunk的下一个块是否为top chunk，如果是，则转第9步，否则转下一步。
7. 判断下一个chunk是否处在使用中，如果下一个chunk也是空闲的，则合并，并将合并后的chunk放到unsorted bin中。注意，这里在合并的过程中，要更新chunk的大小，以反映合并后的chunk的大小。并转到第10步。
8. 如果执行到这一步，说明释放了一个与top chunk相邻的chunk。则无论它有多大，都将它与top chunk合并，并更新top chunk的大小等信息。转下一步。
9. 判断合并后的chunk 的大小是否大于FASTBIN_CONSOLIDATION_THRESHOLD（默认64KB），如果是的话，则会触发进行fast bins的合并操作，fast bins中的chunk将被遍历，并与相邻的空闲chunk进行合并，合并后的chunk会被放到unsorted bin中。fast bins将变为空，操作完成之后转下一步。
10. 判断top chunk的大小是否大于mmap收缩阈值（默认为128KB），如果是的话，对于主分配区，则会试图归还top chunk中的一部分给操作系统。但是最先分配的128KB空间是不会归还的，ptmalloc 会一直管理这部分内存，用于响应用户的分配请求；如果为非主分配区，会进行sub-heap收缩，将top chunk的一部分返回给操作系统，如果top chunk为整个sub-heap，会把整个sub-heap还回给操作系统。做完这一步之后，释放结束，从 free() 函数退出。可以看出，收缩堆的条件是当前free的chunk大小加上前后能合并chunk的大小大于64k，并且要top chunk的大小要达到mmap收缩阈值，才有可能收缩堆。