linux中是否有虚拟内存地址的重用？答案

【问题标题】：Is there a reuse of virtual memory addresses in linux?linux中是否有虚拟内存地址的重用？
【发布时间】：2014-08-30 19:54:40
【问题描述】：

我对虚拟内存管理进行了一些思考，得出的结果是内存碎片可能有两种类型。第一个发生在物理内存端，由于使用了一些字节，因此无法释放页面。大多数情况下，最后一个字节迟早会被释放，然后物理内存页面将再次空闲并被取消映射。

但是 malloc 返回的指针（虚拟地址）会发生什么。让我们假设一个 32 位系统。程序“随机”分配和释放内存，但使用的内存永远不会超过一些 MByte。让我们进一步假设程序永远不会按照分配的顺序释放内存。因此，“堆顶”指针永远不会减少，因为空闲永远不会出现在堆的末尾。我假设 malloc 必须始终将内存映射到堆内存空间的末尾。这意味着指针值将随着每次调用而增加。

早晚返回的指针将到达可能的最高地址（例如0xffffffff），并且当系统有足够的可用页面可用时，无法进一步添加内存，因为大多数页面已被释放。这只是可能的最高指针值的问题。

为了解决这个问题，需要一种算法来维护未映射的地址空间，并让它们随着空间开始或结束时释放的更多内存而增长。有没有malloc实现的这样的算法？

【问题讨论】：

标签： linux memory virtual space reusability

【解决方案1】：

我假设 malloc 必须始终将内存映射到堆内存空间的末尾。

这个假设实际上是不正确的。一些实现可能会保留多个分配不同大小块的池。（例如，一种常见的方法是slab allocator，它为分配器将返回的每个大小的块保留一个单独的池。）

无论如何，是的——malloc() 的所有有意义的实现都会跟踪已释放的内存，并在可能的情况下重用它。

【讨论】：

【解决方案2】：

我看了一眼slab分配器。这似乎与内核内部使用的内存页面管理更相关。我的问题与用户空间有关，并且每当分配内存时，它都需要在调用进程的堆的地址空间中获取地址。当 32 位系统中给定的地址空间受到限制时，该地址空间会发生什么情况。

很明显，系统根本没有丢失内存。我的意思是没有剩余的地址空间来获取可以映射内存的地址，而较低地址的所有内存都已被释放和取消映射。

【讨论】：