内存管理基本技术之：块头

Posted 2023-02-27 ouyangbuxiu

内存管理基本技术之：块头

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@内容摘要：块头指用来记录内存管理相关信息的内存块，通常位于普通内存块的头部和尾部。@,版权归vtzone研究小组所有，转载请保持此声明！！！
块头 大多数分配器在每一块头保存一些有用信息，更准确的说是保存快的大小。因为大多数标准分配器<比如CLib>释放内存时并不要求应用传递一个大小信息。




块头1.JPG (6.02 KB)
2007-12-1 14:02


上图的块头的应用是一个最简单而用常用的用法，假定内存分配器提供两个函数mymalloc和myfree，这两个函数原形与C标准库的malloc和free相同：
应用程序每次向分配器请求内存的时候，分配器将一块内存block返回给应用程序，同时在其头部维护一个header

 

由于当应用调用free(void* address)时候并未指定释放的大小，分配器由free指定的地址向前偏移一个header大小就能够获取保存在header中的该内存块的size信息。

 

其他一些信息，比如，块是否被使用，与相邻块之间的关系等也可能保存在头部。如下图则是由Knuth提出的边界标记算法中使用的，该内存块保存了两个信息：块头和块尾，而头合尾分别保存了内存块的大小和是否被占用标志。保存这些块头信息是为了快速的进行分配和释放操作。




块头2.JPG (4.79 KB)
2007-12-1 14:02


关于上图的具体应用以及代码示例请参考<边界标记>。
需要明确的是，头块很方便但浪费空间，当小对象请求时表现更加明显。根据[WJNB95]，应用程序请求内存的平均大小为10Bytes，如果这个假设成立，每个块头如果占用4Bytes，使用一个块头的内存管理则造成4/10的内存浪费。当然如果使用的块头不是4bytes或者更大浪费则更多。当然10bytes只是一个平均值，对于特定的应用程序，可以评估自己特定应用的平均请求的内存块的大小而做出抉择。


作者：[e-mail] 

 

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代码:


void myfree(void* p)

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


 

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代码:


typedef unsigned long Header;
void* mymalloc (size_t size)

          void* mem = malloc(size + sizeof(Header));
          *((Header*)mem) = size;
          return (char*)mem + sizeof(Header);