动态内存使用速度较慢是啥？ [复制]

Posted 2023-02-21

【中文标题】动态内存使用速度较慢是啥？ [复制]

【英文标题】：What is slower about dynamic memory usage? [duplicate]动态内存使用速度较慢是什么？ [复制]

【发布时间】：2013-03-29 05:40:13

【问题描述】：

我知道在栈上分配内存比在堆上快，但是为什么堆内存分配更慢呢？是因为堆栈分配是连续的，因此问题是由于缓存局部性而出现的吗？不是内存分配后的使用情况，是分配的时间比较慢吗？

【问题讨论】：

这个问题已经回答***.com/questions/161053/…

通用分配器速度较慢。还有specialized allocators（比那篇文章中讨论的要多得多，但这是一本非常好的入门书）。如果您真正了解代码的内存要求，它们可以满足您的大部分需求，同时显着提高效率：速度更快、对碎片更有弹性，并且更节省空间。有些本质上等同于内置堆栈，因此同样有效。

【参考方案1】：

“更好”可能不是描述它的好方法，但在堆栈上分配内存通常是“更快”，而不是在堆上。您是正确的，是内存分配较慢，而不是之后使用该内存。

堆分配趋于缓慢的原因是堆管理器需要做额外的工作：他们经常尝试找到一个与您请求的大小非常接近的现有内存块，并且在释放块时，他们通常会检查相邻的内存区域，看看它们是否可以合并。栈分配就是给指针加一个值，仅此而已。

【讨论】：

编辑，因为我的意思是“更快”，而不是“更好”

【参考方案2】：

撇开缓存问题不谈，CPU 堆栈就是这样，一个堆栈，一个 LIFO 列表/队列。您以与放置它们的顺序完全相反的顺序从中删除东西。您不会通过移除中间的东西来在其中创建孔。这使得它的管理极其简单：

memory[--stackpointer] = value; // push
value = memory[stackpointer++]; // pop

或者你可以分配一个大块：

stackpointer -= size; // allocate
memset(&memory[stackpointer], 0, size); // use

同样释放它：

stackpointer += size; // free

您的堆 OTOH 没有 LIFO 属性。因此，它必须单独跟踪所有分配的块。这意味着，它必须有某种空闲块列表和已分配块列表，并且它需要在分配时寻找足够大的块，并在释放时寻找指定的块，然后可能会在过程。简单堆栈不需要做任何这些。

仅此一项就是两种分配和解除分配方式之间的显着算法差异。

将物理内存映射到虚拟地址空间的缓存和显式调用也会加起来，但如果您认为它们在两种情况下是相等的，那么您仍然有一些指令与几十到几百条指令的差异.

【讨论】：

您能否详细说明您对“虚拟地址空间”的看法？

Virtual address space.