如何通過固定的字節數增加每個內存分配大小會影響堆碎片？

Question

我在我的C ++程序中替換了operator new() ，因此它分配了一個稍大的塊來存儲額外的數據 。 因此，程序執行完全相同的分配集，但現在它在每次分配中請求多個字節的內存。 否則它的行為完全相同，它處理完全相同的數據。 該程序在運行時分配了許多不同大小的塊（數百萬，我猜）。

如何將每個分配大小增加固定的字節數（每個分配都相同）會影響堆碎片？

Answer 1

除非你的程序使用一些“邊緣”塊大小（比如接近2的冪），否則我看不到塊大小（或塊大小與標准分配的程序相比的小差異）可能會影響碎片。 有了數百萬的分配，一個好的分配器可以填補空間並有效地管理它。

相反地​​想一想，假設您的程序最初使用的塊大小與修改后的分配器相同。 在那種情況下你會打擾內存碎片嗎？

Answer 2

如果你的塊（已分配和釋放的內存）仍然較小，那么C庫分配器處理沒有碎片問題，你不能面對任何內存碎片。 例如，看看我自己關於分配器的問題： Linux（或RedHat Linux）上的小塊分配器，以避免內存碎片 。

換一種說法。 你已經實現了自己的:: operator new（），並在其中調用malloc()並傳遞一個更大的塊大小。 malloc()位於C庫中，它不僅負責分配和解除分配，還負責避免內存碎片。 如果你不經常分配和釋放大小超過分配器的塊可以有效處理，那么你可以預期會有內存碎片。

Answer 3

堆通常實現為單元的鏈接列表。 在應用程序啟動時，只有一個大型單元。 您的第一個分配在開始時中斷了一小部分以創建新的已分配堆單元。 后續分配也是如此。 過了一會兒，一些細胞被釋放，在分配的塊之間留下了自由孔。

運行一段時間后，當您請求分配時，分配器會遍歷堆，直到找到與請求的大小相同或更大的空閑單元。 向上舍入到更大的單元分配大小可能需要更多的內存，但增加了找到合適的空閑單元的可能性，這意味着不必將新內存添加到堆的末尾。 這可以提高性能。

但是，請記住堆操作很昂貴，因此應盡量減少。 您最有可能分配和釋放相同類型的對象，因此大小相同。 考慮為您的對象使用專門的免費列表。 這將保存堆操作，從而最大限度地減少碎片。 由於這個原因，STL有分配器。

Answer 4

這取決於驅動內存分配器的實現，例如：在寡婦身上，它從進程堆中提取內存，在XP下，這個堆沒有設置為低碎片實現，這可能真正引發了一個扳手。

在基於bin或slab的分配器下，你的幾個額外字節可能會將它推到下一個塊大小，瘋狂浪費內存並導致可怕的虛擬內存抖動。

根據您的內存使用需求，使用自定義allacator替換::new可能會更好，例如hoard或nedmalloc。