在 C/C++ 中，我可以在一个线程中分配内存并在另一个线程中删除它。然而，每当从堆中请求内存时，堆分配器都需要遍历堆以找到适当大小的空闲区域。两个线程如何在不破坏堆的情况下有效地访问同一个堆？ （这是通过锁定堆来完成的吗？）
【问题讨论】：
标签： memory operating-system heap-memory
是的，通常必须锁定对堆的访问。每当您拥有共享资源时，都需要保护该资源；内存是一种资源。
【讨论】：
这在很大程度上取决于您的平台/操作系统，但我相信这在主要系统上通常是可以的。 C/C++ 没有定义线程，所以默认情况下我相信答案是“堆不受保护”，你必须为你的堆访问提供某种多线程保护。
但是，至少对于 linux 和 gcc，我相信启用 -pthread 会自动为您提供这种保护...
另外，还有一个相关的问题：
【讨论】：
这是一个操作系统问题，因此答案将取决于操作系统。
在 Windows 上，每个进程都有自己的堆。这意味着同一进程中的多个线程（默认情况下）共享一个堆。因此，操作系统必须线程同步其分配和释放调用以防止堆损坏。如果您不喜欢可能发生的争用的想法，您可以使用Heap* routines 绕过它。您甚至可以重载 malloc（在 C 中）和 new（在 C++ 中）来调用它们。
【讨论】：
是的，支持多线程代码的“普通”堆实现必然包括某种锁定以确保正确操作。在相当极端的条件下（很多堆活动），这可能会成为瓶颈；更专业的堆（通常提供某种线程本地堆）可以在这种情况下提供帮助。我用过英特尔 TBB 的 "scalable allocator" 到 good effect。 tcmalloc 和 jemalloc 是考虑到多线程扩展的其他 malloc 示例。
单线程和多线程感知 malloc here 之间的一些时序比较比较。
【讨论】：
我找到了this 链接。
基本上，堆可以划分为arena。请求内存时，依次检查每个arena是否被锁定。这意味着不同的线程可以同时安全地访问堆的不同部分。 Frees 有点复杂，因为每个 frees 都必须从分配它的 arena 中释放出来。我想一个好的实现会让不同的线程默认到不同的领域，以尽量减少争用。
【讨论】：
一般来说，您无需担心内存分配器的线程安全性。所有标准内存分配器——即 MacOS、Windows、Linux 等附带的内存分配器——都是线程安全的。锁是提供线程安全的标准方式，尽管可以编写只使用原子操作而不是锁的内存分配器。
现在，这些内存分配器是否缩放; 是一个完全不同的问题；也就是说，它们的性能是否与执行内存操作的线程数无关？大多数情况下，答案是否定的；它们要么减慢速度，要么会消耗大量更多内存。在两个维度（速度和空间）上的第一个可扩展分配器是Hoard（我写的）； Mac OS X 分配器受到它的启发——并在文档中引用了它——但 Hoard 更快。还有其他的，包括 Google 的 tcmalloc。
【讨论】：