內(nèi)存分配是操作系統(tǒng)必須面對的一個環(huán)節(jié)，除非這個系統(tǒng)本身不需要內(nèi)存安排，所有業(yè)務(wù)可以通過全局?jǐn)?shù)據(jù)和堆棧搞定。內(nèi)存分配其實不困難，但是由內(nèi)存引申出來的東西就比較復(fù)雜了。早前沒有MMU，系統(tǒng)本身的空間和用戶空間沒有優(yōu)先級之分，所以不同的程序之間的內(nèi)存都是共享的，相互影響也是不可避免的。所以，一般來說，除了內(nèi)存分配之外，還需要一些日志信息、檢測信息幫助我們進(jìn)行調(diào)試和分析。當(dāng)然，這些都不是我們關(guān)心的內(nèi)容，我們關(guān)注的就是內(nèi)存有哪些通用的分配算法。

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????（1）固定內(nèi)存分配

??? 固定內(nèi)存分配算法是最簡單的算法，也是最好理解的算法。比如說有16M內(nèi)存，現(xiàn)在我們假設(shè)分配的基本內(nèi)存是4K，那么總共有16M/4K = 4K個單元。所以，如果用戶想申請內(nèi)存，最多就是4K次。如果用戶想要多一點內(nèi)存，那么系統(tǒng)把相鄰的內(nèi)存分給用戶使用即可。

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????（2）鏈表內(nèi)存分配

??? 固定內(nèi)存分配雖然好，但是還有一個缺點，那就是如果存在很多的浪費機會。試想一下，如果用戶只要幾十個byte，那么也要分配給它4K個字節(jié)，浪費的空間超過了99%。所以在此基礎(chǔ)之上，我們提出了鏈表內(nèi)存算法。鏈表算法中保存有空閑結(jié)點，內(nèi)存釋放的時候，那么內(nèi)存查到空閑結(jié)點，該合并合并，該釋放的釋放；當(dāng)然如果要申請內(nèi)存的話，那方法就多了去了，可以最差申請、最優(yōu)申請、最好申請，這些都是可以的。

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????（3）伙伴算法

??? 鏈表算法相比較固定內(nèi)存算法，可以節(jié)省不少內(nèi)存。但是鏈表算法本身有一個特點，那就是容易形成內(nèi)存碎片。所以，我們可以結(jié)合固定分配和鏈表算法的特點，把內(nèi)存分配成8、16、32、64、128、256、512大小的幾種鏈表。鏈表內(nèi)部的大小都是相同的，鏈表之間是倍數(shù)的關(guān)系。分配內(nèi)存的時候，我們首先尋找最合適的鏈表，然后分配內(nèi)存，如果內(nèi)存空間不夠，可以向高一級的內(nèi)存鏈表申請，這樣拆解下來的內(nèi)存可以分配到低一級別的鏈表；釋放內(nèi)存的時候，我們也要注意內(nèi)存的合并和組合。

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????（4）基于內(nèi)存池的伙伴算法

??? 伙伴算法固然好，但是如果某一種內(nèi)存申請?zhí)貏e頻繁，那么在伙伴算法中就需要進(jìn)行反復(fù)的拆分和合并處理。一方面，這會影響了內(nèi)存的分配效率，另外一方面也比較容易造成內(nèi)存的分配碎片。所以，我們可以在伙伴算法的基礎(chǔ)之上構(gòu)建一個內(nèi)存池，在內(nèi)存釋放的時候，只是標(biāo)注當(dāng)前內(nèi)存不再使用，但是并沒有真正釋放，等到內(nèi)存池中所有的內(nèi)存都不再使用的時候再進(jìn)行釋放，這在一定的程度上會提高內(nèi)存的分配效率。特別是系統(tǒng)運行一段時間后，這種效果是特別明顯的。

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??? （5）工作集算法

??? 工作集的算法本質(zhì)上說不是一種算法，它只是一種基本思想。我們知道，在系統(tǒng)穩(wěn)定之后，內(nèi)存中分配的大小、配置的比例關(guān)系都是相對固定的，變化不是特別大。如果我們可以把這些數(shù)據(jù)給記錄下來，在系統(tǒng)啟動的時候預(yù)先分配好這些內(nèi)存，那么不就可以提升系統(tǒng)的啟動速度了嗎？當(dāng)然工作集中的參數(shù)設(shè)定更多的是一種經(jīng)驗值，它需要我們綜合各種因素進(jìn)行分析，反復(fù)比較才會得出比較好的結(jié)果。

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??? 這五種算法只是給出了基本思想，只有付出于實踐，多加操練才能從中有所收獲。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式操作系统内核原理和开发（内存分配算法）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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