尽管malloc和free所提供的内存分配接口比之brk和sbrk要容易许多,但在使用时仍然容易犯下各种编程错误。

理解malloc和free的实现,将使我们洞悉产生这些错误的原因以及如何才能避免此类错误。

to be continued 。。。。。。

malloc的实现很简单。

它首先会扫描之前由free所释放的空闲内存列表,以求找到尺寸大于或等于要求的一块空闲内存。

(这取决于具体实现,采用的扫描策略会有所不同。例如first-fit或best-fit。)

如果这一内存块的尺寸正好与要求相当,就把它直接返回给调用者。如果是一块较大的内存,那么将对其进行分割,在将一块大小相同的内存返回给调用者的同时,把较小的那块空闲内存块保留在空闲列表中。

如果在空闲内存列表中根本找不到足够大的空闲内存块,那么malloc会调用sbrk以分配更多的内存。为减少对sbrk的调用次数,malloc并未只是严格按所需字节数来分配内存,而是以更大幅度(以虚拟内存页大小的数倍)来增加prgram break,并将超出部分置于空闲内存列表。

至于free函数的实现则更为有趣。

当free将内存块置于空闲列表之上使,是如何知晓内存块大小的?

这是通过一个小技巧来实现的。

当malloc分配内存块时,会额外分配几个字节来存放记录这块内存大小的整数值。该整数位于内存块 的起始处,而实际返回给调用者的内存地址恰好位于这一长度记录字节之后,如下图所示。

当将内存块置于空闲内存列表(双向链表)时,free会使用内存块本身的空间来存放链表指针,将自身添加到列表中,如下图

随着内存不断地释放和重新分配,空闲列表中的空闲内存和已分配的在用内存混杂在一起,如下图

应该认识到,C语言允许程序创建指向堆中任意位置的指针,并修改其指向的数据,包括由free和malloc维护的内存块长度、指向前一空闲块和后一空闲块的指针。辅之以之前的描述,一旦推究起隐晦难解的编程缺陷来,这无疑形同掉进了火药桶。

例如,假设经由一个错误指针,程序无意间增加了冠于一块已分配内存的长度值,并随即释放这块内存,free因之会在空闲列表记录下这块长度失真的内存。

随后,malloc也许会重新分配这块内存,从而导致如下场景:程序的两个指针分别指向两块它认为互不相干的已分配内存,但实际上这块内存缺相互重叠。

至于其他出错情况则数不胜数。

要避免这类错误,应该遵守一下原则。

Unix系统编程()malloc和free的实现的更多相关文章

  1. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记4

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第7章: 内存分配 通过增加堆的大小分配内存,通过提升program break位置的高度来分配内存. 基本学过C语言的都用过mallo ...

  2. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记3

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第6章 这章讲进程.虚拟内存和环境变量等. 进程是一个可执行程序的实例.一个程序可以创建很多进程. 进程是由内核定义的抽象实体,内核为此 ...

  3. 《Linux/Unix系统编程手册》 时间子系统

    Linux下操作系统编程有两本经典APUE即<Advanced Programming in the UNIX Environment>和TLPI<The Linux Program ...

  4. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记 目录

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记1  (创建于4月3日,最后更新4月7日) <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记2  (创建于4月9日,最后更新4月10日) ...

  5. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记9(文件属性)

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 在Linux里,万物皆文件.所以文件系统在Linux系统占有重要的地位.本文主要介绍的是文件的属性,只是稍微提及一下文件系统,日后如果有 ...

  6. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记8 (文件I/O缓冲)

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第13章 这章主要将了关于文件I/O的缓冲. 系统I/O调用(即内核)和C语言标准库I/O函数(即stdio函数)在对磁盘进行操作的时候 ...

  7. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记7 (/proc文件的简介和运用)

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第11章 这章主要讲了关于Linux和UNIX的系统资源的限制. 关于限制都存在一个最小值,这些最小值为<limits.h> ...

  8. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记6

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第9章 这章主要讲了一堆关于进程的ID.实际用户(组)ID.有效用户(组)ID.保存设置用户(组)ID.文件系统用户(组)ID.和辅助组 ...

  9. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记5

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 第8章 本章讲了用户和组,还有记录用户的密码文件/etc/passwd,shadow密码文件/etc/shadow还有组文件/etc/g ...

  10. 《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记1

    <Linux/Unix系统编程手册>读书笔记 目录 最近这一个月在看<Linux/Unix系统编程手册>,在学习关于Linux的系统编程.之前学习Linux的时候就打算写关于L ...

随机推荐

  1. IE、火狐导入收藏夹乱码解决方案

    IE收藏夹导入Firefox书签后出现乱码的原因在于两个浏览器的收藏夹的html文件的编码方式不同,Firefox使用的是UTF-8编码,而IE是ASCII编码.故两者的收藏夹文件互相导入的时候会出现 ...

  2. java学习笔记4--对象的初始化与回收

    本文地址:http://www.cnblogs.com/archimedes/p/java-study-note4.html,转载请注明源地址. 1.对象初始化和回收 对象初始化 系统在生成对象时,会 ...

  3. PHP接收跨域请求header 头设置

    header("Access-Control-Allow-Origin: http://a.com"); // 允许a.com发起的跨域请求 //如果需要设置允许所有域名发起的跨域 ...

  4. magento 自定义订单前缀或订单起始编号

    在magento里订单的起始号是从1000000001开始的,但有时你可能需要自定义该值的起始号如从20000000000开始 在Google上搜索了一番找到以下代码并完美解决问题,以此记录希望帮助其 ...

  5. Linux ${} 变量内容的提取和替换功能等

    [root@localhost log]# var=/dir1/dir2/file.txt 1.对变量取值 [root@localhost log]# echo ${var} /dir1/dir2/f ...

  6. C#基础视频教程7.4 如何编写简单游戏

    接下来我们实现整个的游戏流程,当点击开始游戏,则需要三个事情开始运行 1 小鸟初始化并往下掉(当然还是可以用按钮让他飞一下) 2 每隔一定时间从左侧产生一个管子(宽度和高度随机,产生周期2000ms左 ...

  7. iOS tabbar 图片,最佳大小方式

    iOS tabbar 图片,最佳大小方式 文档大小 30 *30 retaina 60 *60 最佳大小 48 *32 参考:http://stackoverflow.com/questions/15 ...

  8. KineticJS教程(8)

    KineticJS教程(8) 作者: ysm  8.动画 动画就是一帧帧的画面按照时间间隔显示出来,Kinetic给我们提供了一个舞台对象的onFrame方法,用这个方法可以绑定一个动画方法,我们要显 ...

  9. 如何知道TSQL语句已经运行了多久

    如何知道TSQL语句已经运行了多久 ,) --millisecond per tick --如果datediff 函数导致溢出 把下面的millisecond改为second 毫秒改为秒 SELECT ...

  10. HDU1823-Luck and Love-二维线段树(模板)

    题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php? pid=1823 好吧,给这题跪了. ..orz.... 一道非常基础的二维线段树的模板题: 可是细节非常多:尤 ...