Utility中内存分配策略的示例分析

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从系统内存池(也就是堆)里分配内存，主要用的是ANSI定义的这几个函数

typedef unsigned int size_t;void *malloc(size_t nBytes);void *calloc(size_t elemNum, size_t elemSize);void *realloc(void *pBlock, size_t newSize);void free(void *ptr);

VxWorks还实现了一个专门与calloc()配合的cfree()

typedef int _Vx_STATUS;typedef _Vx_STATUS STATUS;STATUS cfree(char *pBlock);

而存放在堆里的那些内存块具体是如何管理的呢？

Vx5用的策略是First Fit，可以翻译为最先分配算法。在这种策略下，所有的空闲内存块按照地址从低到高排列。当需要申请内存时，从低地址开始查找，第一块满足需求的内存块被分配。所以当系统申请内存的次数比较多了之后，低地址就会留下大量小块内存，导致后期的查找时间略长。大致代码如下

void *memXxxAlloc    (    PART_ID  partId,  /* memory partition to allocate from */    unsigned nBytes,  /* number of bytes to allocate */    unsigned alignment/* boundary to align to */    ){    ...    DL_NODE *pNode = DLL_FIRST(&partId->freeList);    ...    while(pNode != NULL)        {        /* fits if:         *    - blocksize > requested size + extra room for alignment or,         *    - block is already aligned and exactly the right size         */        if ((NODE_TO_HDR (pNode)->nWords > nWordsExtra) ||            ((NODE_TO_HDR (pNode)->nWords == nWords) &&             (ALIGNED (HDR_TO_BLOCK(NODE_TO_HDR(pNode)), alignment))))            break;        pNode = DLL_NEXT (pNode);        }    ...    }

而到了Vx6&7，用的策略是 Best Fit，可以翻译为最优分配算法。在这种策略下，所有的空闲内存块按照尺寸从小到大排列，并使用AVL(平衡二叉树)维护。当需要申请内存时，从Root节点开始查找，满足需求且尺寸最小的内存块被分配。这种算法会保留大的内存块，提高了整体的分配成功几率，但会多出一些非常小的碎片，不过时间复杂度只有o(ln(N))。大致代码如下

AVLU_NODE *avlXxxGet    (    AVLU_TREE root, /* root node pointer */    UINT      key   /* search key */    )    {    AVLU_NODE *pNode;    AVLU_NODE *pSuccessor;    pNode = root;    pSuccessor = NULL;    while (pNode != NULL)        {        if (key >= pNode->key)            {            pNode = pNode->right;            }        else            {            pSuccessor = pNode;            pNode = pNode->left;            }        }    return (pSuccessor);    }

当然了，不管哪种策略，在释放内存时，都会自动与前后的空闲块(如果有的话)合并。否则，系统运行一会就都是碎片了。

计算机专业的童鞋应该知道还有一种策略叫Worst Fit，可以翻译为最差分配算法。在这种策略下，所有的空闲内存块按照尺寸从大到小排列。当需要申请内存时，要么分配第一块，要是失败。所以这种算法的分配速度最快，而且很少有小碎片，但是容易造成大块内存申请失败，所以适合待分配内存块比较统一的情况。

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文章标题：Utility中内存分配策略的示例分析
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