管理Linux-linuxc内存-C-内存管理-提升系统性能的有效途径 (管理linux服务器的用户和组思维导图)

教程大全 2025-07-18 08:02:26 浏览次

Linux操作系统是计算机技术最流行的操作系统之一，在其中C是使用最广泛的编程语言。一个合理的内存管理是Linux在C编程中的一个重要组成部分，它可以有效地提高系统的性能。

一般来说，Linux C有三种类型的内存：栈内存，堆内存和共享内存。栈内存存储程序的本地变量，系统在栈内存中自动分配，因此几乎不需要任何编程就可以使用它；堆内存通常用于动态内存分配，不仅可以让程序员在运行时自由控制内存，而且可以节省系统内存，从而提升系统的性能；共享内存允许和控制程序间的通信。

此外，Linux C编程中还有一种技术——内存碎片整理，它能够显著提高系统性能。通过在系统中加入合理的内存管理，可以有效地释放内存碎片，减少对系统内存和CPU的占用，从而提升性能。

另外，在Linux C编程中，程序还可以直接分配空间，而不用内存碎片整理这种技术，这将有助于改善系统性能。下面是一个几乎可以在任何Linux C程序中使用的简单代码：

#include #include int main (){void *buf;// 申请一个指针buf = (void*)malloc(100); // 直接分配100个字节的空间free(buf); // 释放内存return 0;}

总之，通过恰当地管理Linux C程序中的栈内存、堆内存以及共享内存，以及采取合理的内存碎片整理技术和分配空间技术，可以有效地提升系统性能，从而提高用户体验。

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简述内存管理中buddy算法和slab机制的区别

1、Buddy算法linux对空闲内存空间管理采取buddy算法， Buddy算法：把内存中所有页面按照2^n划分，其中n=0~5，每个内存空间按1个页面、2个页面、4个页面、8个页面、16个页面、32个页面进行六次划分。划分后形成了大小不等的存储块，称为页面块，简称页块，包含一个页面的页块称为1页块，包含2个页面的称为2页块，依次类推。每种页块按前后顺序两两结合成一对Buddy“伙伴”。系统按照Buddy关系把具有相同大小的空闲页面块组成页块组，即1页块组、2页块组……32页块组。每个页块组用一个双向循环链表进行管理，共有6个链表，分别为1、2、4、8、16、32页块链表。分别挂到free_area[] 数组上。位图数组用于标记内存页面使用情况，第0组每一位表示单个页面使用情况，1表示使用，0表示空闲，第二组每一位表示比邻的两个页面使用情况，一次类推。默认为10个数组，当一对Buddy的两个页面中有一个事空闲的，而另一个全部或部分被占用时，该位置1.两个页面块都是空闲，对应位置0.内存分配和释放过程内存分配时，系统按照Buddy算法，根据请求的页面数在free_area[]对应的空闲页块组中搜索。若请求页面数不是2的整数次幂，则按照稍大于请求数的2的整数次幂的值搜索相应的页面块组。当相应页块组中没有可使用的空闲页面块时就查询更大一些的页块组，在找到可用的页块后分配所需要的页面。当某一空闲页面被分配后，若仍有剩余的空闲页面，则根据剩余页面的大小把他们加入到相应页面组中。内存页面释放时，系统将其作为空闲页面看待，检查是否存在与这些页面相邻的其他空闲页块，若存在，则合为一个连续的空闲区按Buddy算法重新分组。 2、Slab算法采用buddy算法，解决了外碎片问题，这种方法适合大块内存请求，不适合小内存区请求。如：几十个或者几百个字节。 Linux2.0采用传统内存分区算法，按几何分布提供内存区大小，内存区以2的幂次方为单位。虽然减少了内碎片，但没有显著提高系统效率。 Linux2.4采用了slab分配器算法，该算法比传统的分配器算法有更好性能和内存利用率，最早在solaris2.4上使用。 Slab分配器思想1）小对象的申请和释放通过slab分配器来管理。 2）slab分配器有一组高速缓存，每个高速缓存保存同一种对象类型，如i节点缓存、PCB缓存等。 3）内核从它们各自的缓存种分配和释放对象。 4）每种对象的缓存区由一连串slab构成，每个slab由一个或者多个连续的物理页面组成。这些页面种包含了已分配的缓存对象，也包含了空闲对象。

有关C++ 内存管理

C/C++是一种倡导灵活性的语言，从而使它能适用于广泛的应用领域。但也带来问题，同一件事情可能有很多种不同的做法，有的做法适合特定的领域，有的做法则纯粹没有价值，甚至有麻烦的后遗症。题目中问到的情况，是一种常出现的不良内存管理模式。首先说一下对于一个函数而言，有两种角色：函数编写者、函数调用者。这里的问题本质是，函数编写者和函数调用者之间如何共享内存？这里的解决方案是，函数编写者负责分配内存。那么谁来释放内存呢？毫无疑问只能是函数调用者了。所以，这个问题的解决方法如下： ---------------------------- /* ReversString函数会返回一个内存指针，调用者必须释放该指针 */ 《== 通过额外的注释，告诉调用者要释放内存。 char * ReversString(const char * str); char *p1 = abc; char *p2 = ReversString(p1); // 这里面函数编写者分配了内存，并返回给了p2; printf(p2); // 调用者访问了内存数据 delete p2; // 调用者有义务释放内存，否则内存会泄露。 ---------------------------- 我们注意到，函数编写者必须以注释的形式，告知函数调用者，“你应该负责释放内存”。然而，这样有很多致命缺点：函数调用者很可能没有认真阅读注释，忽视这个要求；函数调用者要么记住这个函数的额外要求，要么每次写代码都得去查文档，这显然都是额外负担；函数调用者检查代码时，通常记不住函数的返回值是否应该被释放。总之，一个好的函数应该尽量减少函数声明以外的特殊约定性，因为函数调用者记住这些特殊约定性是一种沉重负担，他们也很容易忽视了这些特殊约定性。这使编程效率受到很大的影响，不利于代码质量的可控性。那么，我们该怎么更好的解决这个问题呢？优先考虑的解决方案范式是：函数调用者负责分配内存，函数编写者只是使用内存。例如上例中，函数将写成： ------------------------------ char * ReversString(const char * str, char * result) // result由函数调用者分配。由于函数调用者分配了内存，他自然有义务及时释放内存。 {int length = strlen(str);for(int i = 0; i < length; i++){result[i] = str[length - 1 - i];}return result; } ------------------------------ 然而，这种方式并不是总是能够使用的。因为有时，调用者不知道函数里需要多大的内存空间。通过预先分配充足够大的内存，可以解决部分问题。那么当调用者不能确定内存多大时，怎么办呢？通常我们推荐另一种借助统一编程风格的范式：仍由函数编写者分配内存，函数调用者释放内存。不同的是，函数的声明应该使用指针引用，即如下的方式： ------------------------------------ char* ReversString(const char * str, (char *)& result) {assert(result==0); // 输入的result必须为0。 int length = strlen(str);result = new char[length];for(int i = 0; i < length; i++){result[i] = str[length - 1 - i];}return result; } ------------------------------------ 那么，在C++开发风格中，我们通常都默认这种以引用方式返回的指针，必须由调用者来负责释放内存，而以返回值方式返回的指针，调用者无须释放处理。由于这是一种普遍性的编程风格约定，对函数调用者而言，它不是某个函数的特殊要求，因此，没有额外记忆负担，也便于代码检查。以上讨论了C++在函数调用者与函数编写者之间共享内存的三种基本模式，通常推荐使用第2种或第3种方式；只有在函数调用者属于函数编写者同一个人的情况下，属于同一个模块内部的情况下，并且为了获得较高的性能或者简洁书写代码时，才有必要使用第1种方式，并且文档要做足功课。