不使用 Malloc 动态分配内存答案

【问题标题】：Dynamically Allocate Memory without Malloc不使用 Malloc 动态分配内存
【发布时间】：2013-11-20 22:51:18
【问题描述】：

我的任务是动态管理内存以超越 malloc 的速度。一些要求：

1) 有一个指向结构体的指针

2) 使用“块”内存

3) 内存将通过类似调用进行分配

init(memory * mem, int chunk_size, int num_chunks)

4) 内存指针将被全局声明。

5) 不使用系统调用

所以，我想过让我的结构只是：

typdef struct {
  char *byte;
} memory;

然后这会让我的 init 函数执行以下操作：

mem = new memory[chunk_size * num_chunks];

我不知道你是否可以在 C 中做到这一点——通常我会使用 malloc！然后释放我是否能够将指针设置为空？

感谢您的帮助！

【问题讨论】：

malloc 系列函数是动态内存分配的标准接口。您将使用它们（或某些特定于操作系统的等效项）一次来获取内存池，然后稍后在该池上使用您的分配器。除非你被明确告知不要太打电话给malloc 来获得游泳池，否则你会让这件事变得更难。
是的。关键是让它变得比它需要的更难。没有系统调用——希望能减少开销。
希望你的分配器是线程安全的吗？
目前，线程安全不是问题。
设置一个unsigned char的喇叭大数组，静态存储范围（即在文件范围内声明或使用关键字static）作为您的“堆”，然后构建某种数据结构索引到它。

【解决方案1】：

您可以使用系统调用来实现您自己的“malloc”版本以进行进程内存管理... 尝试 brk、sbrk 和 mmap 系统调用从内核获取内存...

这有一个易于理解的实现，您可以实现和改进

【讨论】：

【解决方案2】：

不，new 在 C 中不受支持，并且将指针设置为 null 不会释放相关的内存。事实上，这是泄漏内存的好方法。

这取决于您尝试执行的操作的详细信息，但通常您会先调用 malloc() 以获取较大的内存块，然后编写用于管理的自定义函数从程序中的那个大块分配。

如果您根本不想使用malloc()，则必须使用操作系统的内存分配调用之一。例如，在 Windows 下，您可能会调用 HeapAlloc() 或 GlobalAlloc()。在 UNIX 系统上，您可以调用 brk() 或 sbrk()。

【讨论】：

malloc 速度的问题在于系统调用。他们的开销太大了。
您必须以某种方式从操作系统获取内存，这需要系统调用。我认为查尔斯的建议是您只进行一次系统调用，因此开销无关紧要。然后，您的函数就可以在该单个系统调用分配的块内工作。
没有办法绕过至少一个系统调用来获取初始内存块。一次调用 malloc() 不会影响性能，您只是想避免重复调用。如果您的内存要求有限，您也许可以使用 alloca() 在堆栈上分配内存，但这是非标准的，并且不会提供太多空间（通常是几兆字节或更少）。