c++ - 编写内存管理器和整理内存碎片

Question

我的想法是编写一个内存管理器，一次分配一堆内存，以最大限度地减少 malloc 和 free 调用，我已经尝试自己编写了两次，但两次都遇到了内存碎片整理的问题。

您可以经常检查一个 block 是否为空，如果为空则将其删除。但是假设你的 block 每个都是 100 字节，首先你分配 20 字节的内存，这将创建一个新的 100 字节的 block ，因为还没有 block 存在，然后你分配 80 字节并填充第一个 block ，然后你分配另外 20 字节这将创建另一个新 block ，因为第一个 block 已满，然后释放第二个分配(80 字节)，剩下两个 block ，其中仅使用前 20 个字节，这意味着您分配了 100 个字节，可以通过将 20 个字节从第二个 block 移动到第一个 block 并删除第二个 block 来释放。

这些是我遇到的问题:

1. 您不能移动内存，因为这意味着必须更新指向该内存的所有指针，为此您需要知道它们的地址，而您不知道；
2. 100 字节是一个非常小的 block 大小，如果我想在内存中存储一​​个非常低分辨率 (64,64) 的 ARGB 图像怎么办？这将使用 16KB 的内存，移动所有内存可能比根本不编写内存管理器还要慢。

毕竟还值得编写自定义内存管理器吗？

Answer 1

Is it even worth it writing a custom memory manager after all that?

这是征求意见，但我会尽量给出一个事实的答案。

大多数操作系统和语言支持库附带的内存分配器通常质量很高，旨在解决您遇到的问题类型(碎片和性能)以及其他问题。它们与通用内存分配器一样好。

如果您的应用程序具有可被利用的特定分配模式，则您可以比提供的内存分配器做得(稍微)好一些。这很少见，但您通常可以通过制作比通用内存管理器简单得多的东西来利用它。

you can't move the memory around

没错。大多数现代系统甚至不尝试移动内存——它们从一开始就尝试避免碎片化(通常通过聚集大小相似的分配)。

旧系统(没有虚拟内存管理器的系统)有时使用具有额外间接层的内存管理器。分配器不会返回指向已分配内存的指针，而是返回一个“句柄”，它可以像内存管理器维护的表的索引一样简单。当用户想要实际访问内存时，他们会“锁定”它。内存管理器可以在未锁定的内存中自由移动(例如，消除碎片)，因为句柄提供了额外的间接级别。

what if i want to store a very low-res (64,64) ARGB image

大多数内存管理器都提供一个大小范围，因此不会将大的分配分配给 n 个较小的 block 。大多数人会将非常大的分配分配给系统分配器，在虚拟内存操作系统上，这通常可以解决问题，除非进程地址空间过于碎片化。