内存碎片与缓解

标签：合并 碎片 算法 内存 缓解 slab 分配

参考资料：https://blog.csdn.net/u014183456/article/details/122031750   内存碎片分为内部碎片和外部碎片

1. 外部碎片（External Fragmentation）：

• 外部碎片是指已分配的内存块之间出现的不连续、无法充分利用的空闲内存空间。
• 外部碎片通常发生在动态内存分配中，当多次分配和释放内存后，会留下一些小而不连续的未分配空间，这些空间虽然总和足够大，但无法满足大块内存的需求。
• 由于外部碎片的存在，可能导致某些内存分配请求无法得到满足，即使总体上有足够的内存空间。

2. 内部碎片（Internal Fragmentation）：

• 内部碎片是指已分配的内存块中，部分空间没有被有效利用而浪费掉的情况。
• 内部碎片通常发生在静态内存分配或固定大小内存块分配中。例如，如果申请了一个固定大小的内存块，但实际使用的空间远小于该内存块的大小，就会产生内部碎片。
• 内部碎片的存在会导致系统整体内存利用率下降，因为一些内存空间被浪费在了未被使用的部分上。

  外部内存碎片缓解方式：Linux Buddy分配算法 内部内存碎片缓解方式：slab算法   Buddy分配算法： 伙伴内存管理算法的主要步骤包括初始化、分配内存、释放内存和合并内存。以下是这些步骤的详细说明：

1. 初始化：将整个可用内存空间划分为大小相等的内存块，每个内存块的大小通常是2的幂次方。这些内存块以二叉树的形式进行组织，其中树的根节点代表整个可用内存空间，而每个节点表示一个特定大小的内存块。
2. 分配内存：当程序需要分配一块特定大小的内存时，系统会在二叉树中找到一个最小的、合适的内存块来满足需求。通常会选择一个大小略大于需求的内存块，然后将其标记为已分配状态。
3. 释放内存：当程序释放某块已分配的内存时，系统会将该内存块标记为空闲状态，并尝试与其伙伴块进行合并，形成更大的内存块。
4. 合并内存：合并是伙伴内存管理算法的关键操作，它通过将空闲的内存块与其伙伴块进行合并，形成更大的内存块。如果合并后的内存块仍然是一个伙伴块，就可以继续合并，直到无法再合并为止。

  slab算法：Linux页表为4k，slab可以将4k继续拆分为更小的单位来进行管理， 不需要将整个页面给对象，这样节省空间。内核中对于频繁使用的小对象，slab还会进行缓存，避免频繁的内存分配与回收        

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From： https://www.cnblogs.com/lethe1203/p/18104709