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Linux用户进程是如何释放内存的  

2012-05-17 15:06:16|  分类: linux内核 |  标签: |举报 |字号 订阅

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Linux进程使用内存的基本流程:
    见图1
从图中我们可以看出,进程的堆,并不是直接建立在Linux的内核的内存分配策略上的,而是建立在glibc的堆管理策略上的(也就是glibc的动态内存分配策略上),堆的管理是由glibc进行的。
所以我们调用free对malloc得到的内存进行释放的时候,并不是直接释放给操作系统,而是还给了glibc的堆管理实体,而glibc会在把实际的物理内存归还给系统的策略上做一些优化,以便优化用户任务的动态内存分配过程。

那么glibc的堆管理器在什么时候才把物理内存归还给系统呢?
它会从堆的最大线性地址开始,从后向前计算用户任务当前有多少空闲的堆内存(直到碰到使用中的堆内存地址为止),比如在该图中,
    见图2
它会认为有2048k的可释放内存,只有在该值大于某个特定的threshhold时(2.3.6上为64k),它才会把这些内存归还给系统。而在中间的 “未使用”内存是不会归还给系统的,所以系统也不可能再利用这块物理内存页(我们假设系统没有swap区和swap文件),也就是说系统的内存会为此减 少,除非在它之前的堆内存都用free进行释放以后,glibc的堆管理器才有可能(只是有可能)把该段内存归还给系统。

由此,我们在使用malloc/free时应该小心,特别是在初始化时分配了好多内存,但是在这之后却再也不需要这么多的内存了,而这块内存又没有达到 threshhold值或者在堆的最高线性地址处有某块内存没有释放,但是它前面的所有堆内存都释放了;这种情况下,用户任务将会浪费一些物理内存,这在 资源比较紧张的嵌入式系统中是不可容忍的。

绘图1.gif

图一

绘图2.gif

图二


问题:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char *str = malloc(1024);

    strcpy(str, "hello");
    free(str);
    if(str != NULL)
    {
        strcpy(str, "word11111111\n");
        printf("str %s\n", str);
    }

    return 0;
}
所以上面函数 输出结果为  str word11111111

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char *str = malloc(128*1024);

    strcpy(str, "hello");
    free(str);
    if(str != NULL)
    {
        strcpy(str, "word11111111\n");
        printf("str %s\n", str);
    }

    return 0;
}
而上面函数运行结果会段错误。
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