引言

小知识，大挑战！本文正在参与“程序员必备小知识”创作活动

关于内存的分配和回收是非常复杂的，这里只是简要的说一下。

内存的分配方式

malloc() 是 C 标准库提供的内存分配函数，对应到系统调用上，有两种实现方式，即 brk() 和 mmap()。

brk

对于小于128k的小块内存，通过移动堆顶的位置来分配内存，这类内存释放后不会立刻归还给系统，而是储存起来，以便重复使用，可以减少缺页异常的发生，提高内存访问效率，但在系统繁忙的时候，频繁分配内存和释放会造成内存碎片。

mmap

那大于128k的大块内存都给mmap分配，它在文件映射段中找一块空闲的内存进行分配，这类内存释放后会立刻归还给系统，这样就会增加缺页异常的发生，在系统繁忙的时候，频繁分配内存会导致大量的缺页异常，增大内核的负担，故mmap只分配大块内存、

但需要注意的是内存是由内核分配的，也就是只有发生缺页异常的时候才会进入到内核，也就是说这两种调用方式发生后，并没有分配内存。

伙伴算法

总的来说，Linux通过伙伴算法来管理内存分配，伙伴算法大致是这样的：把所有空闲的页面分成10个块组，每个快组的块的页面的个数是2的幂次方个，每一组中块的大小相同，块和块之间构成一个链表。

假设要分配的块的大小为128个，那就先去块组中查找，看是否有这样一个空闲页面，有的话就分配，如果没有就查找下一个更大的块组，比如在256页面大小的块的链表中看看有没有这样的空闲块，如果有内核就把它分为两块，一块直接分配，另一块插入到块大小为128个页面的链表中，如果还没有，那就查下一个更大的块组，直到查到最后都没有，就放弃分配并放出错误信号。