內存管理基本技術之：塊頭

內存管理基本技術之：塊頭

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@內容摘要：塊頭指用來記錄內存管理相關信息的內存塊，通常位於普通內存塊的頭部和尾部。@,版權歸vtzone研究小組所有，轉載請保持此聲明！！！
塊頭大多數分配器在每一塊頭保存一些有用信息，更準確的說是保存快的大小。因爲大多數標準分配器<比如CLib>釋放內存時並不要求應用傳遞一個大小信息。

塊頭1.JPG (6.02 KB)

2007-12-1 14:02

上圖的塊頭的應用是一個最簡單而用常用的用法，假定內存分配器提供兩個函數mymalloc和myfree，這兩個函數原形與C標準庫的malloc和free相同：
應用程序每次向分配器請求內存的時候，分配器將一塊內存block返回給應用程序，同時在其頭部維護一個header

 

由於當應用調用free(void* address)時候並未指定釋放的大小，分配器由free指定的地址向前偏移一個header大小就能夠獲取保存在header中的該內存塊的size信息。

 

其他一些信息，比如，塊是否被使用，與相鄰塊之間的關係等也可能保存在頭部。如下圖則是由Knuth提出的邊界標記算法中使用的，該內存塊保存了兩個信息：塊頭和塊尾，而頭合尾分別保存了內存塊的大小和是否被佔用標誌。保存這些塊頭信息是爲了快速的進行分配和釋放操作。

塊頭2.JPG (4.79 KB)

2007-12-1 14:02

關於上圖的具體應用以及代碼示例請參考<邊界標記>。
需要明確的是，頭塊很方便但浪費空間，當小對象請求時表現更加明顯。根據[WJNB95]，應用程序請求內存的平均大小爲10Bytes，如果這個假設成立，每個塊頭如果佔用4Bytes，使用一個塊頭的內存管理則造成4/10的內存浪費。當然如果使用的塊頭不是4bytes或者更大浪費則更多。當然10bytes只是一個平均值，對於特定的應用程序，可以評估自己特定應用的平均請求的內存塊的大小而做出抉擇。


作者：[email protected] 

 

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代碼:


void myfree(void* p)
{
          void* pointer = (char*)p – sizeof(Header);
          return free(pointer);
}

 

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代碼:


typedef unsigned long Header;
void* mymalloc (size_t size)
{
          void* mem = malloc(size + sizeof(Header));
          *((Header*)mem) = size;
          return (char*)mem + sizeof(Header);
}