内存分配函数(调用函数时将为形参分配内存单元)

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一、内存分配（malloc）的过程

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内存分配函数如malloc和mmap仅设置进程的虚拟地址空间，并不分配实际的物理内存。当进程访问不存在映射关系的虚拟内存时，会自动触发缺页中断。

在需要分页的系统中，可以查询页表的当前状态位来检查当前页是否在内存中。如果内存中没有，您可以读取缺失的页面。内存页表中的外部内存地址。例如，映射文件mmap.

使用命令ps-omajflt、minflt-Cprogram查看。

majflt是Majorfault（需要读盘）的缩写，中文名称是majorfailure，minflt是Minorfault（不需要读盘）的缩写，中文名称是minorfault。

这两个值代表自一个进程启动以来发生的页面错误的数量。

当进程中发生页面错误时，该进程进入内核模式并执行以下操作：

如果在步骤3中需要读取磁盘，则此页面有一个中断错误是一件严重的事情，否则就是一件小事。

从操作系统的角度来看，进程分配内存有两种方式，通过两个系统调用来完成：brk和mmap（不考虑共享内存）。

这两种方法都分配虚拟内存，不分配物理内存。当分配的虚拟地址空间第一次被访问（读/写）时，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。

标准C库中提供了malloc/free函数来分配和释放内存。这两个函数底层是通过brk、mmap、munmap等系统调用来实现的。

如果malloc内存小于128k，则使用brk分配内存，并将_edata推送到更高的地址

对于malloc内存大于128k，使用mmap分配内存，并在之间查找堆和栈部分分配空闲内存（对应独立内存，初始化为0）

上一节介绍了mmap的内存释放。这里我们主要关注释放mmap的内存。brk

既然brk堆中的内存不能直接释放，那为什么不使用mmap分配，然后munmap直接释放呢？
其实，事务sbrk/mmap/munmap接口就是使用的操作系统注册和释放地址空间的过程都是系统调用，系统调用经常消耗系统资源。而且，一旦mmap申请的内存是munmap，重新申请会产生更多的分页符。例如使用mmap分配1M空间，第一次调用会产生大量缺页中断（1M/4K次）。当使用munmap重新分配1M空间时，会产生量缺页中断。再次。页面错误中断是一种内核行为，会导致内核模式下CPU消耗较高。另外，如果使用mmap分配小内存，会导致更多的地址空间碎片，给内核带来更大的管理负担。
此外，堆是一个连续的空间，堆中的段不会返回给操作系统。如果这些段可以重用，那么重新访问内存可能不需要任何系统调用和分页符。，这将显着降低CPU消耗。因此，glibc对m​​alloc的实现充分考虑了brk和mmap操作上的差异和优缺点。默认情况下，在使用mmap获取地址空间之前会分配一大块内存（128k）。mallopt(M_MMAP_THRESHOLD,)这个键值。

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二、编译过程中内存的分配与释放

在编译过程中，内存的分配和释放是一个非常重要的环节。栈空间和堆空间是内存管理中的两个重要概念，各自具有独特的特点和用途。本文将深入探讨栈空间和堆空间的区别，以及它们在内存管理中的作用。
📚栈空间和堆空间的区别
栈空间是由操作系统（编译器）自动管理的。它为变量和函数提供临时存储空间，并在运行时进行参数传递。。堆空间是在程序运行时动态分配的，大小可以根据需要调整。相比之下，堆内存分配由C/C++函数库来处理，具有更大的灵活性和方便性。
🚀堆内存分配的效率问题
堆内存分配由C/c++函数库处理，具有更大的灵活性和方便性。但由于涉及动态分配，其效率可能会受到影响。程序员在使用堆内存时需要注意尽可能减少内存分配次数，以提高程序效率。
🔗栈空间和堆空间的联系
在内存管理方面，堆通常用来保存新创建的对象和数组，由虚拟机的自动垃圾收集器管理机器。当在堆中创建数组或对象时，可以在堆栈上设置一个引用变量，使其值等于堆中数组或对象的地址。这样我们就可以通过这个引用来访问堆中的数据了。
💡堆内存管理
程序员通常负责管理堆内存的分配。需要注意的是，如果数组或对象没有指向它的引用变量，即使在堆中分配内存，也会造成内存浪费，因为垃圾收集器无法在不确定的时间释放这部分内存。

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三、C语言malloc()函数分配内存空间尺寸的问题

这个问题首先得从栈说起，一个程序一般分为三部分：代码部分；数据部分（静态数据）和堆栈部分。堆栈部分存储程序中的变量；存储程序传递的参数等（动态分配的变量存储在堆上，静态分配的变量存储在堆栈上）。堆栈按以下方式增长：

程序将在运行时预先分配堆栈空间，因此您的查询不会修改不应该修改的部分。改造原本是徒劳的。

返回malloc函数；malloc主要负责分配空间并返回空间的首地址。那么为什么请求的空间是0却可以存储7个字符呢？这是因为C语言中的指针不检查数组越界问题。您可以使用以下命令执行此操作：chach[5]；然后读写ch[6]（printf或scanf）。并且不会报错。但当我们使用它的时候，因为这种程序是非常危险的，如果它使用的地址是操作系统地址。如果您在更新后使用它。,系统将会崩溃。同时，由于C语言机制被黑客广泛用于缓冲区溢出攻击，因此参数内部不能使用指。你总是要考虑是否会越界来提升指针（数组）。程序的安全性。

希望这对您有帮助。。。