Slab分配器是如何提高内存利用率的

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Slab分配器是一种内存分配器,用于管理内存池中的内存块。它通过将内存划分为大小相等的Slab(页)来提高内存利用率,并减少内存碎片化。以下是Slab分配器如何提高内存利用率的原理:

  1. 内存块的预分配

    • 在初始化时,Slab分配器会预先分配一定数量的内存块,并将它们组织成大小相等的Slab。
    • 每个Slab都包含一定数量的内存块,这些内存块的大小相等,并且根据需要预先分配给应用程序。
  2. 内存块的分类

    • Slab分配器根据内存块的大小将内存分为多个分类(Class)。
    • 每个分类对应一种大小的内存块,例如,8字节、16字节、32字节等。
  3. 内存块的分配和释放

    • 当需要分配一块内存时,Slab分配器会根据请求的大小选择合适的分类,并从该分类的Slab中分配一个空闲的内存块。
    • 当内存块不再需要时,Slab分配器会将其标记为空闲,并将其返回到对应的Slab中以便重复使用。
  4. Slab的重复利用

    • Slab分配器会尽可能地重复利用已分配的Slab,而不是频繁地申请和释放Slab。
    • 当一个Slab中的所有内存块都被使用时,Slab分配器会将该Slab标记为空闲,并将其保留在内存池中以便后续使用。
  5. 内存碎片的管理

    • 由于每个Slab中的内存块大小相等,并且内存块的数量是固定的,因此可以最大限度地减少内存碎片的产生。
    • 内存块的大小由分类确定,不同的分类可以根据实际需要调整大小,以满足不同大小的内存分配需求。

通过以上方法,Slab分配器可以提高内存利用率,并且减少内存碎片化。它被广泛应用于操作系统、数据库系统、缓存系统等需要高效管理内存的场景中。