1.ptmalloc2 源码剖析3 -- 源码剖析
2.Linux内存管理（三）--内存分配之malloc

ptmalloc2 源码剖析3 -- 源码剖析

       文章内容包含平台配置、源码malloc_state、分析arena实例、源码new_arena、分析arena_get、源码arena_get2、分析翠花源码heap、源码new_heap、分析grow_heap、源码heap_trim、分析init、源码malloc_hook、分析lopdop源码malloc_hook_ini、源码ptmalloc_init、分析malloc_consolidate、源码public_mALLOc、sYSMALLOc、freepublic_fREe、systrim等关键模块。

       平台配置为 Debian AMD，使用ptmalloc2作为内存分配机制。

       malloc_state 表征一个arena，全局只有一个main_arena实例，禾苗源码arena实例通过malloc_init_state()函数初始化。

       当线程尝试获取arena失败时，通过new_heap获取内存区域，构建非main_arena实例。

       arena_get和arena_get2分别尝试线程的私有实例和全局arena链表获取arena，若获取失败，则创建new_arena。

       heap表示mmap映射连续内存区域，每个arena至少包含一个heap，且起始地址为HEAP_MAX_SIZE整数倍。

       new_heap尝试mmap映射内存，requestheader 源码实现内存对齐，确保起始地址满足要求。

       grow_heap用于内存扩展与收缩，依据当前heap状态调用mprotect或mmap进行操作。

       heap_trim释放heap，条件为当前heap无已分配chunk或可用空间不足。

       init阶段，通过malloc_hook、realloc_hook和__memalign_hook函数进行内存分配。

       malloc_consolidate合并fastbins和unsortedbin，优化内存分配。bootimg源码

       public_mALLOc作为内存分配入口。

       sYSMALLOc尝试系统申请内存，实现内存分配。

       freepublic_fREe用于释放内存，针对map映射内存调用munmap，其他情况归还给对应arena。

       systrim使用sbrk归还内存。

Linux内存管理（三）--内存分配之malloc

       本文将探讨 Linux 中动态内存分配的核心机制，特别是 malloc 函数的运作原理。开源社区提供了丰富的内存分配器，其中 glibc 中的 ptmalloc2 就是基于 dlmalloc 并引入多线程支持的实例。malloc 的源码位于 glibc-2.\malloc\malloc.c 文件中，它实际上是指向内部实现的别名 __libc_malloc。

       动态内存分配主要通过两个系统调用完成：mmap 和 brk。当所需内存大小超过预设阈值（默认KB）时，使用mmap分配；否则，采用brk分配。这一策略旨在平衡系统调用的频繁程度与内存分配的效率。

       为了提升效率，malloc 实际上利用了池化思想，预先分配较大的内存块，以便在后续请求时直接使用，避免频繁调用系统调用。这一过程涉及多个核心数据结构的使用，包括 arena、malloc_state、heap_info、chunk 等。

       arena 被用来表示连续的堆区域，分为 main arena 和 thread arena。main arena 作为全局变量存在于 libc.so 的数据段中，不需维护多个堆，且可通过 sbrk 扩展堆段。在内存耗尽时，main arena 可以通过 sbrk 或 mmap 扩展堆段至遇到内存映射段。另一方面，thread arena 的数量有限，以减少开销，当线程数量超过 arena 数量时，arena 开始共享。

       heap_info 用于存储堆的元数据，当一个 thread arena 的堆空间耗尽时，新的堆会映射到该 thread arena 中。chunk 则是描述内存分配的基本单位，包含 chunk 的大小、上一个 chunk 的状态信息以及对齐需求。

       在内存组织方面，存在多种类型的 chunk，包括已分配 chunk、空闲 chunk、top chunk 和 last remainder chunk。top chunk 位于 arena 的最顶部，用于处理所有 bin 中未找到合适空闲内存的情况。当 top chunk 大小不合适时，它会被分割或通过系统调用扩容。

       关于 free chunk 的管理、brk 与 mmap 的详细解释将在后续文章中深入探讨。更多关于内存管理的内容可参考《嵌入式 Linux 笔记》专栏。请在引用时注明出处。