Linux系统中，用来管理物理内存页面的伙伴系统，以及负责分配比页更小的内存对象的SLAB分配器了。

待填坑slab内存池

内存池的管理，关心的指标

1.内存利用率

  • 内存碎片：内存池设计要尽量减少内存碎片。内存碎片会导致内存池中无法充分利用可用内存，影响内存利用率。
  • 占用空间：内存池的设计应尽量减少由于元数据（如块头信息、管理信息）导致的额外内存占用，使更多内存用于实际的对象存储。
  1. 分配和释放的效率
  • 分配速度：内存池的一个主要优点就是能够快速分配内存。因此，分配操作的时间复杂度需要非常低，通常是 O(1)。
  • 释放速度：释放内存也应尽可能高效，避免复杂的内存管理操作。释放后的内存块应能立即重新分配。
  1. 内存池的大小和扩展性
  • 初始大小：内存池的初始大小需要根据预期使用情况进行合理设定，既不能过大浪费内存，也不能过小频繁扩容。
  • 扩展策略：内存池在达到容量上限时，是否能够动态扩展，以及扩展的策略（例如每次扩展的大小）如何设计，会直接影响到系统的性能和内存使用。
  1. 并发性
  • 多线程支持：在多线程环境下使用内存池时，需要考虑对并发访问的支持。要设计线程安全的分配和释放机制，以避免竞争条件和死锁等问题。
  • 锁的粒度：如果使用锁来保护内存池，锁的粒度越小，可能的并发性越高，但实现复杂度也会增加。
  1. 回收策略
  • 内存池回收：当分配的对象不再使用时，如何将内存块回收到内存池中，或者如何防止内存池膨胀过大是设计中的一个重要问题。
  • 空闲内存管理：空闲的内存块应该如何组织，以便能快速找到合适大小的内存块进行分配（如空闲链表、位图等管理方式）。
  1. 内存池的生命周期管理
  • 生命周期：内存池本身的创建和销毁时机需要合理管理，避免内存泄漏或过早销毁带来的问题。
  • 内存池重置：有时需要在某些场景下重置内存池以释放内存，如何高效地重置或清空内存池也是需要考虑的。
  1. 适配性和灵活性
  • 内存块大小的适配性：内存池应该能够适应不同大小的分配请求，或者至少支持常用大小的分配。可以设计多级内存池来处理不同的内存块大小需求。
  • 灵活性：内存池应该能够在不同场景下灵活配置和使用，比如支持不同类型的对象分配、不同的内存分配策略等。
  1. 内存安全
  • 越界访问防护：内存池设计中需要考虑如何防止和检测越界访问的情况，以避免潜在的内存安全问题。
  • 非法释放检测：如果内存块已经释放或者从未分配过，系统应该能够检测到并防止非法的释放操作。
  1. 调试和监控能力
  • 内存统计信息：设计时应考虑如何提供内存池的使用统计信息（如已使用块数、空闲块数等）来辅助调试和性能优化。
  • 日志和报警机制：对于内存池中的异常情况（如内存泄漏、内存不足），应有相应的日志记录和报警机制，以便及时处理问题。
  1. 内存池的可移植性
  • 平台依赖性：设计的内存池应尽量减少对特定平台或操作系统的依赖，以提高代码的可移植性和复用性。

关注以上这些关键指标，可以帮助你设计一个高效、可靠、可扩展的内存池管理系统，满足各种复杂的应用需求。