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c语言分配函数教程 c语言函数怎么使用( 二 )

IT技术内存


//清单 1. 我们的简单分配程序的全局变量
int has_initialized = 0;
void *managed_memory_start;
void *last_valid_address;
如前所述，被映射的内存的边界（最后一个有效地址）常被称为系统中断点或者 当前中断点 。在很多 UNIX? 系统中，为了指出当前系统中断点，必须使用 sbrk(0) 函数 。sbrk 根据参数中给出的字节数移动当前系统中断点，然后返回新的系统中断点 。使用参数 0 只是返回当前中断点 。这里是我们的 malloc 初始化代码，它将找到当前中断点并初始化我们的变量：
清单 2. 分配程序初始化函数
#include
void malloc_init()
{
last_valid_address = sbrk(0);
managed_memory_start = last_valid_address;
has_initialized = 1;
}
现在，为了完全地管理内存，我们需要能够追踪要分配和回收哪些内存 。在对内存块进行了 free 调用之后，我们需要做的是诸如将它们标记为未被使用的等事情，并且，在调用 malloc 时，我们要能够定位未被使用的内存块 。因此， malloc 返回的每块内存的起始处首先要有这个结构：
//清单 3. 内存控制块结构定义
struct mem_control_block {
int is_available;
int size;
};
现在 ， 您可能会认为当程序调用 malloc 时这会引发问题 —— 它们如何知道这个结构？答案是它们不必知道c语言分配函数教程；在返回指针之前，我们会将其移动到这个结构之后，把它隐藏起来 。这使得返回的指针指向没有用于任何其他用途的内存 。那样，从调用程序的角度来看 ， 它们所得到的全部是空闲的、开放的内存 。然后 ， 当通过 free() 将该指针传递回来时，我们只需要倒退几个内存字节就可以再次找到这个结构 。
在讨论分配内存之前，我们将先讨论释放，因为它更简单 。为了释放内存 ， 我们必须要做的惟一一件事情就是，获得我们给出的指针 ， 回退 sizeof(struct mem_control_block) 个字节，并将其标记为可用的 。这里是对应的代码：
清单 4. 解除分配函数
void free(void *firstbyte) {
struct mem_control_block *mcb;
mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);
mcb-is_available = 1;
return;
}
如您所见，在这个分配程序中，内存的释放使用了一个非常简单的机制，在固定时间内完成内存释放 。分配内存稍微困难一些 。我们主要使用连接的指针遍历内存来寻找开放的内存块 。这里是代码：
//清单 6. 主分配程序
void *malloc(long numbytes) {
void *current_location;
struct mem_control_block *current_location_mcb;
void *memory_location;
if(! has_initialized) {
malloc_init();
}
numbytes = numbytes + sizeof(struct mem_control_block);
memory_location = 0;
current_location = managed_memory_start;
while(current_location != last_valid_address)
{
current_location_mcb =
(struct mem_control_block *)current_location;
if(current_location_mcb-is_available)
{
if(current_location_mcb-size = numbytes)
{
current_location_mcb-is_available = 0;
memory_location = current_location;
break;
}
}
current_location = current_location +
current_location_mcb-size;
}
if(! memory_location)
{
sbrk(numbytes);
memory_location = last_valid_address;
last_valid_address = last_valid_address + numbytes;
current_location_mcb = memory_location;
current_location_mcb-is_available = 0;
current_location_mcb-size = numbytes;
}
memory_location = memory_location + sizeof(struct mem_control_block);
return memory_location;
}
这就是我们的内存管理器 。现在，我们只需要构建它，并在程序中使用它即可.多次调用malloc（）后空闲内存被切成很多的小内存片段，这就使得用户在申请内存使用时，由于找不到足够大的内存空间，malloc（）需要进行内存整理，使得函数的性能越来越低 。聪明的程序员通过总是分配大小为2的幂的内存块，而最大限度地降低潜在的malloc性能丧失 。也就是说 ， 所分配的内存块大小为4字节、8字节、16字节、 18446744073709551616字节，等等 。这样做最大限度地减少了进入空闲链的怪异片段（各种尺寸的小片段都有）的数量 。尽管看起来这好像浪费了空间，但也容易看出浪费的空间永远不会超过50% 。

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