为什么malloc（）交替调用mmap（）和brk（）？

我不熟悉C和堆内存，仍在努力理解动态内存分配

我跟踪了Linux系统调用，发现如果我使用

malloc

请求少量堆内存，那么

malloc

会在内部调用

brk

但是如果我使用

malloc

请求大量堆内存，那么

malloc

在内部调用

mmap

因此，

brk

和

mmap

之间肯定有很大的区别，但理论上我们应该能够使用

brk

来分配堆内存，而不管请求的大小如何。那么，在分配大量内存时，为什么

malloc

调用

mmap

？

mmap

（与

MAP\u ANONYMOUS

一起使用时）会分配一块RAM，该RAM可以放在进程虚拟地址空间的任何位置，并且以后可以释放（使用

munmap

）独立于所有其他分配

brk

更改虚拟地址空间中单个连续“竞技场”的结束地址：如果该地址增加，则会向竞技场分配更多内存；如果该地址减少，则会在竞技场结束时释放内存。因此，只有当进程不再需要竞技场末端的连续地址范围时，才能将分配有

brk

的内存释放回操作系统

对于小分配使用

brk

，对于大分配使用

mmap

是一种启发式方法，其假设是小分配更有可能具有相同的寿命，而大分配更有可能具有与任何其他分配的寿命无关的寿命。因此，大的分配使用系统原语，允许它们独立于其他任何东西进行释放，而小的分配使用原语，而不是

这种启发式方法不太可靠。如果我没记错的话，当前一代的

malloc

实现已经完全放弃了

brk

，而是将

mmap

用于一切。我怀疑您正在查看的

malloc

实现（GNUC库中的一个，基于您的标记）非常旧，主要是因为没有人敢冒险将它换成更新的东西，而更新的东西可能会更好，但不一定会更好。那么，为什么malloc在分配大容量内存时调用mmap呢

简单的答案是提高Linux的新实现的效率，以及随之而来的更新的内存分配算法。但是请记住，这是一个非常依赖于实现的主题，对于所讨论的特定Linux操作系统的不同年份和风格，原因和原因会有很大的不同

关于底层部分

mmap（）

和

brk（）

在Linux内存分配中发挥作用。这是一篇不太新但仍然相关的文章，其中包含一些与本主题非常相关的内容，包括：

对于非常大的请求，malloc（）使用mmap（）系统调用来查找 可寻址内存空间。这个过程有助于减少负面影响 释放大内存块时内存碎片的影响 但被更小的、最近分配的块锁定 它们和分配的空间的末尾。事实上，在这种情况下 如果已使用brk（）分配该块，则该块仍将不可用 即使进程释放了它，也由系统执行。
（强调矿山）

关于

brk（）

：
“…mmap（）在早期版本的Unix中不存在。

brk（）

是当时增加进程数据段大小的唯一方法。使用mmap（）的Unix的第一个版本是80年代中期的SunOS，第一个开源版本是1990年的BSD Reno。”。从那时起，内存分配算法的现代实现经过了许多改进，大大减少了对它们的需要，包括使用

brk（）

brk（）

是UNIX中分配内存的一种传统方式，它只是将数据区域扩展了给定的数量

mmap（）

允许您分配独立的内存区域，而不限于单个连续的虚拟地址空间块

malloc（）

将数据空间用于“小”分配，将

mmap（）

用于“大”分配，原因有很多，包括减少内存碎片。这只是一个您不必担心的实现细节

---

请检查一下。我想强调另一个观点

malloc是分配内存的系统函数

您实际上不需要调试它，因为在某些实现中，它可能会从静态“竞技场”（例如静态字符数组）中为您提供内存

在其他一些实现中，它可能只返回空指针

如果你想了解锦葵的真正用途，我建议你看看

Linux gcc malloc就是基于此

你也可以看看jemalloc。它基本上使用相同的brk和mmap，但数据组织方式不同，通常“更好”

---

愉快的研究。

减少碎片通常被认为是

mmap

用于大型分配的原因；有关详细信息，请参阅。但我认为这不是现在真正的好处；实际上，即使使用

mmap

，在更大的池（虚拟地址空间，而不是堆）中仍然存在碎片

mmap

的最大优点是可丢弃性

当使用

sbrk

分配内存时，如果实际使用了内存（以便内核在某个点映射物理内存），然后释放了内存，内核本身就无法知道这一点，除非分配器也减少了程序中断（它会