malloc 和 free 在 C 中是如何实现的？ [复制]

Posted 2023-02-21

【中文标题】malloc 和 free 在 C 中是如何实现的？ [复制]

【英文标题】：How are malloc and free implemented in C? [duplicate]

【发布时间】：2011-12-04 02:54:12

【问题描述】：

可能重复：How do malloc() and free() work?

我在某处读到使用相同的指针参数调用 free 两次会导致未定义的行为。那么 free 如何知道它需要释放多少内存呢？当我们调用 malloc/calloc/realloc 时，堆是否总是分配连续的内存？请提供相关文章/帖子/博客等的链接。

【问题讨论】：

你不需要知道免费是如何工作的就可以理解这一点。只要您记得在指针上调用 free 之后，您就不再拥有该位置的内存。尝试访问它，你会受到惩罚。

@WTP：我只是好奇它是如何工作的。

也许你应该改变你的问题，说你想知道 malloc/free 是如何实现的。 “为了理解这一点，我必须首先了解免费的工作原理”这句话具有误导性。

这不是 完全 一个重复，所以我不会投票结束，但之前关于 SO 的答案可能会回答你的很多问题：***.com/questions/1119134/how-do-malloc-and-free-work

【参考方案1】：

您可以在 tcmalloc 页面上阅读示例实现。它相对简短直接：http://goog-perftools.sourceforge.net/doc/tcmalloc.html（跳至概览）

如果您想知道 malloc 如何从操作系统请求内存，通常是通过调用 sbrk 或 mmap。但这当然是定义的实现。

【参考方案2】：

如果您想查看实现，请查找 glibc，它是 C 标准库的 GNU 实现，其中包括内存管理功能。但请注意，在其他平台上实现的具体细节会有所不同，并且可能会在标准库的版本之间发生变化。

【参考方案3】：

malloc 和 free 的工作方式是由实现定义的。通常，有关内存块的信息将存储在 ptr 下方的标头中。但不一定。

malloc 和free 的优点在于您无需了解它们的工作原理。系统会为您处理详细信息。

我在某处读到使用相同的指针参数调用 free 两次会导致未定义的行为。为了理解这一点，我必须首先知道免费是如何工作的？

我不确定我是否同意这种说法。你只需要遵守规则。

当我们调用malloc/calloc/realloc时，堆是否总是分配连续的内存？

如果您的意思是返回的内存块在地址空间中是连续的，那么是的。如果您的意思是连续分配是顺序的，那么不是。

【讨论】：

感谢您的回答。你能告诉我在哪里可以找到 gcc（或其他一些著名的编译器）是如何免费实现的吗？为至少一个编译器学习这一点会很棒。

编译器没有实现free。 libc 可以。

@Bruce 您可以在此处阅读有关一种内存分配器的信息：g.oswego.edu/dl/html/malloc.html

@Bruce，仅供参考，虽然从malloc 返回的内存在您的地址空间中是连续的，但它可能在物理上并不连续，但这是您通常不需要的操作系统问题关心。

“malloc 和 free 的好处在于你不需要知道它们是如何工作的。”哦，有争议！