CN103150257A - 一种内存管理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内存管理方法和装置,其中,方法包括以下步骤:当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;输出查找到的可用内存的地址。本发明实施例中一次性向系统申请一块足够大的内存,在申请的足够大的内存中管理程序中的申请和释放内存,既解决了系统内存管理方面存在的缺陷,又能很好掌控程序在内存使用中的具体情况,便于调试程序。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域,更具体地,涉及一种内存管理方法和装置。
背景技术
Linux操作系统采用物理内存和虚拟内存,物理内存是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,虚拟内存是为了满足物理内存的不足而提出的策略,它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间(Swap Space)。内核会将暂时不用的页面写到交换空间,这样使物理内存得到释放,这块内存就可以用于其它目的。
交换空间的页面在使用时会首先被交换到物理内存,如果此时没有足够的物理内存来容纳这些页面,它们又会被马上交换出去,如此可能会出现虚拟内存中没有足够空间来存储这些交换页面的问题,最终会导致linux出现假死机、服务异常等问题。
特别是在Linux中编写服务器程序时,经常会向系统大量申请或释放内存,上述问题会导致申请内存失败,而且,服务器程序需要大量内存操作时会用链表的形式,内存地址中会记录下一个数据的地址,根据指针的方式去寻找下一个数据,这样数据会分配到内存的各个地方,也不便于管理和调试。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的是提出一种内存管理方法和装置,能够有效解决Linux系统内存管理方面存在的缺陷。
为了达到上述目的,本发明实施例提出一种内存管理方法,包括以下步骤:
当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;
根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;
输出查找到的可用内存的地址。
本发明实施例中一次性向系统申请一块足够大的内存,在申请的足够大的内存中管理程序中的申请和释放内存,既解决了系统内存管理方面存在的缺陷,又能很好掌控程序在内存使用中的具体情况,便于调试程序。
作为上述技术方案的优选,根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存的步骤包括:根据程序中请求的内存大小,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。本方案便于重复使用已分配好的内存。
作为上述技术方案的优选,根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存的步骤包括:
判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值;
当程序中请求的内存大小的值不等于预设值时,将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值;
根据增大后的内存大小的值,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
在本实施例中,将请求的内存大小向上与预设值对齐,便于下次再申请小于预设值大小的内存时能够快速命中此次申请并释放后的内存。
作为上述技术方案的优选,判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值的步骤包括:
判断程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值是否等于2的指数倍;以及
判断程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值是否等于4K的整数倍;
将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值的步骤包括:
将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍;以及
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至等于4K的整数倍。
本方案在请求的内存大小在预设阈值以下时采用指数对齐、在预设阈值以上时以4K为单位线性对齐,既实现了对齐,又不会造成太多的资源浪费。
作为上述技术方案的优选,所述方法还包括步骤:
将程序中释放的内存回收至所述内存块中。
采用本方案可以重复使用内存。
作为上述技术方案的优选,所述方法还包括步骤:
定期整理所述内存块中的内存碎片。
本方案使零碎的内存碎片连接成大块的内存,以便下次申请大块内存时能够成功分配。
本发明实施例还提出一种内存管理装置,包括:
申请模块,用于当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;
查找模块,用于根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;
输出模块,用于输出查找到的可用内存的地址。
作为上述技术方案的优选,所述查找模块用于:根据程序中请求的内存大小,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
作为上述技术方案的优选,所述查找模块包括:
判断单元,用于判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值;
处理单元,用于当程序中请求的内存大小的值不等于预设值时,将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值;
查找单元,用于根据增大后的内存大小的值,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
作为上述技术方案的优选,所述判断单元用于:
判断程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值是否等于2的指数倍;以及
判断程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值是否等于4K的指数倍;
所述处理单元用于:
将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍;以及
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至4K的整数倍。
作为上述技术方案的优选,所述装置还包括:
回收模块,用于将程序中释放的内存回收至所述内存块中。
作为上述技术方案的优选,所述装置还包括:
内存碎片整理模块,用于定期整理所述内存块中的内存碎片。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1是本发明实施例中的内存管理的主要方法流程图;
图2是本发明实施例中的内存管理的详细方法流程图;
图3是本发明实施例中的内存管理装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限定本发明实施例。
如图1所示为本发明实施例中内存管理的主要方法流程,包括以下步骤:
步骤S101:当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块。
该预设容量应为足够该程序使用内存块大小,例如使用Malloc函数向系统申请足够大的内存块以供程序使用。
步骤S102:根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存。
步骤S103:输出查找到的可用内存的地址。
本发明实施例中,一次性向系统申请一块足够大的内存,然后程序申请和释放内存都由自己来管理,可以使程序快速的申请和释放内存。既解决了系统内存管理方面存在的缺陷,又能很好掌控程序在内存使用中的具体情况,便于调试程序。
下面通过两个典型实施例来详细介绍实现过程。
如图2所示为本发明实施例中内存管理的详细方法流程,包括以下步骤:
步骤S201:当程序启动时,向系统申请足够程序使用的内存块。
步骤S202:将申请的内存块初始化。
按预设的结构体初始化,该结构体包括内存池指针、长度和表示某段内存是否可用的标记等信息。
步骤S203:获取程序运行过程中请求的内存大小的值。
步骤S204:判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值,若是,执行步骤206,若否,执行步骤S205;
步骤S205:将请求的内存大小的值向上与预设值对齐。
优选地,将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍,即将请求的小于预设阈值的内存大小的值按2的指数向上对齐。预设阈值优选为4K。例如,请求的内存大小为3K时,将其对齐为4K;请求的内存大小为1K时,将其对齐为2K。
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至4K的整数倍,将程序中请求的大于预设阈值的内存大小按向上4K对齐,预设阈值优选为4K。例如,请求的内存大小为5K、6K或7K时,将其对齐为8K,请求的内存大小为9K,将其对齐为12K。
步骤S206:在申请的内存块中查找可用内存。
在本步骤中,优先从内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存,若没有查找到,再从内存块中未分配的内存中分配可用内存,便于重复使用已分配好的内存。例如,程序刚申请了5K大的内存释放后(实际分配给程序8K内存),再申请6K大的内存时,根据对齐后的申请内存的大小的值(对齐后为8K),直接查找到刚释放的8K内存,返回相同的内存地址。
从内存块的结构体中查找表示某段内存是否可用的标记,来判断内存块中哪一段是可用的。
步骤S207:将查找到的可用内存的地址返回给程序。
在本实施例中,优先从内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存,并且将请求的内存大小向上对齐,便于下次再申请小于预设值大小的内存时能够快速命中此次申请并释放后的内存,而无需重新分配。而且,在请求的内存大小在预设阈值以下时采用指数对齐、在预设阈值以上时以4K为单位线性对齐,既实现了对齐,又不会造成太多的资源浪费。
在本发明的其他实施例中,程序释放内存时将释放的内存回收到申请的内存块中,将释放的内存中的结构体中的标记改为可用状态,下次再申请同样大的内存时就会被再次使用。
在本发明的其他实施例中,程序运行当中可以定期整理申请的内存块中因多次申请释放而产生的内存碎片,使零碎的内存碎片连接成大块的内存,以便下次申请大块内存时能够成功分配。
相应地,本发明实施例还提出一种内存管理装置,如图3所示,包括:
申请模块301,用于当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;
查找模块302,用于根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;
输出模块303,用于输出查找到的可用内存的地址。
优选地,查找模块302用于:根据程序中请求的内存大小,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
优选地,查找模块302包括:
判断单元,用于判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值;
处理单元,用于当程序中请求的内存大小的值不等于预设值时,将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值;
查找单元,用于根据增大后的内存大小的值,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
优选地,判断单元用于:
判断程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值是否等于2的指数倍;以及
判断程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值是否等于4K的指数倍;
所述处理单元用于:
将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍;以及
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至等于4K的整数倍。
作为上述技术方案的优选,所述装置还包括:
回收模块,用于将程序中释放的内存回收至所述内存块中。
作为上述技术方案的优选,所述装置还包括:
内存碎片整理模块,用于定期整理所述内存块中的内存碎片。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实现、完全软件实现、或结合软件和硬件方面的实现的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上,使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种内存管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;
根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;
输出查找到的可用内存的地址。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存的步骤包括:
根据程序中请求的内存大小,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存的步骤包括:
判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值;
当程序中请求的内存大小的值不等于预设值时,将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值;
根据增大后的内存大小的值,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值的步骤包括:
判断程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值是否等于2的指数倍;以及,
判断程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值是否等于4K的整数倍;
将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值的步骤包括:
将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍;以及,
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至等于4K的整数倍。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:
将程序中释放的内存回收至所述内存块中。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:
定期整理所述内存块中的内存碎片。
7.一种内存管理装置,其特征在于,包括:
申请模块,用于当程序启动时,为程序向系统申请预设容量的内存块;
查找模块,用于根据程序中请求的内存大小从所述内存块中查找可用内存;
输出模块,用于输出查找到的可用内存的地址。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述查找模块用于:根据程序中请求的内存大小,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述查找模块包括:
判断单元,用于判断程序中请求的内存大小的值是否等于预设值;
处理单元,用于当程序中请求的内存大小的值不等于预设值时,将程序中请求的内存大小的值增大至等于预设值;
查找单元,用于根据增大后的内存大小的值,优先从所述内存块中的已分配并释放的内存中查找可用内存。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述判断单元用于:
判断程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值是否等于2的指数倍;以及,
判断程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值是否等于4的指数倍;
所述处理单元用于:
将程序中请求的小于预设阈值的内存大小的值增大至等于2的指数倍;以及,
将程序中请求的大于预设阈值的内存大小的值增大至等于4K的整数倍。
11.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:回收模块,用于将程序中释放的内存回收至所述内存块中。
12.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:内存碎片整理模块,用于定期整理所述内存块中的内存碎片。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130612 |