c++ - 当我们使用 new 分配内存时，操作系统会做什么样的簿记？

Question

除了要记住对象指针的地址外，我认为OS还需要记录内存的大小。这样当我们使用 delete 时，操作系统就会知道要释放多少内存。

谁能告诉我更多细节？还记录了哪些信息？这些信息存储在哪里？删除内存后操作系统会做什么？

Answer 1

如前所述，new 是一个库函数，而不是操作系统功能。

一般情况大概是这样的:

• C++ 编译器将 new 关键字转换为对 malloc()(或等效)的函数调用

• 分配器保留一个空闲内存块列表，它在那里搜索最佳匹配项。

• 通常，“最佳”匹配比您的程序要求的数量更大。如果是这样，分配器将拆分块，用大小(可能还有一些其他元数据)标记一个，将其余部分放回空闲列表，并将分配的 block 返回给您的程序。

• 如果找不到合适的空闲 block ，分配器会从操作系统请求一些内存块。有几种方法可以做到这一点，但它通常被认为是一个缓慢的操作，所以它要求更大的步骤(一次至少一页，通常是 4KB)。当它获得新的空闲 block 时，拆分为请求的大小，其余的放入空闲列表。

• 操作系统是控制处理器的 MMU(内存管理单元)的操作系统。该单元将当前运行的进程看到的线性地址转换为 RAM 页的物理地址。这允许操作系统灵活地为每个进程分配和释放 RAM 页面。

• 每个进程都有一个不同的内存映射，这允许每个进程“看到”一个线性内存空间，同时保持每个进程与其他进程隔离。操作系统负责在每次进程切换时将映射加载和卸载到 MMU 中。为进程分配新页面最终意味着将其添加到进程的内存映射中。