CN111367671A - 一种内存分配方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种内存分配方法、装置、设备及可读存储介质。本申请公开的方法包括：接收申请内存的请求；确定请求要申请的内存大小；在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；为请求分配目标内存池中的目标内存块。本申请利用内存池实现了根据需求分配不定大小的内存块，内存分配过程需要消耗计算机资源较少，从而提高了系统性能和内存分配效率。相应地，本申请公开的一种内存分配装置、设备及可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

Description

一种内存分配方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种内存分配方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
目前，为了可以根据需求分配不定大小的内存块，一般调用malloc函数来实现内存分配。但由于malloc函数的调用由系统内核完成，因此调用过程需要消耗较多的计算机资源，从而导致系统性能和内存分配效率低下。
因此，在根据需求分配不定大小的内存块的同时，如何提高系统性能和内存分配效率，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种内存分配方法、装置、设备及可读存储介质，以在根据需求分配不定大小的内存块的同时，提高系统性能和内存分配效率。其具体方案如下：
第一方面，本申请提供了一种内存分配方法，包括：
接收申请内存的请求；
确定所述请求要申请的内存大小；
在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；
为所述请求分配所述目标内存池中的目标内存块。
优选地，所述在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池，包括：
按照内存块的大小升序排列所述多个内存池，获得内存池序列；
遍历所述内存池序列，以确定内存块的大小不小于所述内存大小的待选内存池；
将所述待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为所述目标内存池。
优选地，所述在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池，包括：
按照内存块的大小降序排列所述多个内存池，获得内存池序列；
遍历所述内存池序列，以确定内存块的大小不小于所述内存大小的待选内存池；
将所述待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为所述目标内存池。
优选地，还包括：
若所述多个内存池中没有与所述内存大小匹配的目标内存池，则调用内存分配函数为所述请求分配目标内存块。
优选地，各个内存池包括的每个内存块的头部，设有用于标识当前内存块所属内存池的标识信息，所述头部不占用当前内存块的可用空间。
优选地，还包括：
在释放所述目标内存块时，按照所述目标内存块的头部执行所述目标内存块的回收操作。
优选地，所述按照所述目标内存块的头部执行所述目标内存块的回收操作，包括：
判断所述目标内存块的头部是否为预设目标值；
若是，则调用内存回收函数执行所述目标内存块的回收操作；
若否，则将所述目标内存块释放后，回收至标识信息与所述目标内存块的头部相同的内存池。
第二方面，本申请提供了一种内存分配装置，包括：
接收模块，用于接收申请内存的请求；
确定模块，用于确定所述请求要申请的内存大小；
选择模块，用于在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；
分配模块，用于为所述请求分配所述目标内存池中的目标内存块。
第三方面，本申请提供了一种内存分配设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的内存分配方法。
第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的内存分配方法。
通过以上方案可知，本申请提供了一种内存分配方法，包括：接收申请内存的请求；确定所述请求要申请的内存大小；在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；为所述请求分配所述目标内存池中的目标内存块。
可见，该方法在接收到申请内存的请求后，首先确定请求要申请的内存大小；然后在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池；由于不同内存池包括的内存块的大小不同，因此可以为当前请求分配与其匹配的目标内存池中的目标内存块，从而实现根据需求分配不定大小的内存块。本申请利用内存池实现了根据需求分配不定大小的内存块，消耗计算机资源较少，从而提高了系统性能和内存分配效率。
相应地，本申请提供的一种内存分配装置、设备及可读存储介质，也同样具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种内存分配方法流程图；
图2为本申请公开的不同尺寸的内存池示意图；
图3为本申请公开的一种内存申请流程图；
图4为本申请公开的一种内存释放流程图；
图5为本申请公开的一种内存分配装置示意图；
图6为本申请公开的一种内存分配设备示意图；
图7为本申请公开的另一种内存分配设备示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
目前，通过调用malloc函数来实现内存分配，但由于malloc函数的调用由系统内核完成，因此调用过程需要消耗较多的计算机资源，从而导致系统性能和内存分配效率低下。为此，本申请提供了一种内存分配方案，能够在根据需求分配不定大小的内存块的同时，提高系统性能和内存分配效率。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种内存分配方法，包括：
S101、接收申请内存的请求。
S102、确定请求要申请的内存大小。
S103、在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池。
当前业务系统中预设有多个内存池，且不同内存池包括的内存块的大小不同。若预设的多个内存池合理，则可以满足实际要申请的内存大小与任一个内存池包括的内存块的大小一致。例如：实际要申请的内存大小为2M，当前恰好有一个内存池包括的内存块的大小为2M。如此一来，就不会产生未使用的内存碎片，也不会造成内存资源的浪费。
需要说明的是，内存池包括若干数量的大小相等的内存块。一个内存池中的内存块的大小固定，且不可更改，因此利用内存池分配内存，只能分配固定大小的内存块，无法申请不定大小的内存区域。
当某一内存池中的全部内存块被分配出去，再向其申请时，会返回申请失败，此时可以及时扩展内存池。扩展时，从当前系统再申请一块大的内存区域，并分成若干大小与原来一样的内存块加入内存池中。
S104、为请求分配目标内存池中的目标内存块。
在一种具体实施方式中，在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池，包括：按照内存块的大小升序排列多个内存池，获得内存池序列；遍历内存池序列，以确定内存块的大小不小于内存大小的待选内存池；将待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为目标内存池。
在一种具体实施方式中，在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池，包括：按照内存块的大小降序排列多个内存池，获得内存池序列；遍历内存池序列，以确定内存块的大小不小于内存大小的待选内存池；将待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为目标内存池。
例如：当前业务系统中预设有3个内存池，分别为：第一内存池、第二内存池、第三内存池，其中，第一内存池包括的各个内存块的大小为1M，第二内存池包括的各个内存块的大小为2M，第三内存池包括的各个内存块的大小为3M。假设当前请求要申请的内存大小为1.5M，那么与1.5M匹配的目标内存池即为第二内存池，因此将第二内存池中的某一个目标内存块分配给当前请求。本实施例可以分配与实际需求匹配的内存，整个过程需要消耗的计算机资源较少，提高了系统性能和内存分配效率。
在一种具体实施方式中，还包括：若多个内存池中没有与内存大小匹配的目标内存池，则调用内存分配函数为请求分配目标内存块。内存分配函数可以为malloc函数。若没有与内存大小匹配的目标内存池，则说明当前系统预设的内存池无法满足需求，因此调用malloc函数申请指定大小的内存区域。需要说明的是，malloc函数是用于系统标准分配内存的函数，其可以申请一块连续的指定大小的内存区域，并以void*类型返回内存区域地址。Free函数是与其对应的释放内存函数，二者通常需要对称使用。
在本实施例中，若多个内存池中没有与内存大小匹配的目标内存池，则调用内存分配函数为请求分配目标内存块。也就是在必要情况下，本实施才会调用malloc函数分配。由于malloc函数的调用需要繁杂的计算机资源支持，因此减少malloc函数的调用次数可以降低计算机资源的消耗，从而提高内存分配效率。需要说明的是，初始化内存池时需要通过malloc函数申请内存区域。
在一种具体实施方式中，各个内存池包括的每个内存块的头部，设有用于标识当前内存块所属内存池的标识信息，头部不占用当前内存块的可用空间。例如：某一内存池包括的各个内存块的大小为5M，此5M为用户可见的5M，其实内存块的实际大小比5M多一点，多出的这些内存空间用于记录当前内存块所属内存池的标识信息。内存块所属内存池的标识信息即为内存池的ID。每个内存块的头部一般为16字节。
在一种具体实施方式中，还包括：在释放目标内存块时，按照目标内存块的头部执行目标内存块的回收操作。其中，按照目标内存块的头部执行目标内存块的回收操作，包括：判断目标内存块的头部是否为预设目标值；若是，则调用内存回收函数执行目标内存块的回收操作；若否，则将目标内存块释放后，回收至标识信息与目标内存块的头部相同的内存池。内存回收函数可以为free函数，内存回收函数与内存分配函数相对应。
需要说明的是，预设目标值用于表示调用malloc函数申请的内存区域，因此若当前释放的目标内存块的头部为预设目标值时，调用内存回收函数执行目标内存块的回收操作；若当前释放的目标内存块的头部不是预设目标值时，表明目标内存块是利用内存池申请获得的，因此将目标内存块释放后，回收至与标识信息目标内存块的头部相同的内存池。若内存块的头部与某一内存池的标识信息相同，则表明该内存块属于该内存池。
可见，本申请实施例在接收到申请内存的请求后，首先确定请求要申请的内存大小；然后在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池；由于不同内存池包括的内存块的大小不同，因此可以为当前请求分配与其匹配的目标内存池中的目标内存块，从而实现根据需求分配不定大小的内存块。本申请利用内存池实现了根据需求分配不定大小的内存块，内存分配过程需要消耗计算机资源较少，从而提高了系统性能和内存分配效率。
本申请实施例公开了一种内存分配方案，该方案中包括n个内存池，且每个内存池包括的内存块的大小不同，也就是每个内存池包括的内存块的尺寸不同。
参见图2所示，图2示意了n个不同尺寸的内存池。且每个内存池中的内存块包括头部和可用内存空间。头部用于标识当前内存块所属内存池的ID。所有内存块的头部的空间可以相等，也可以不等。
内存块的头部不计入该内存块的可用内存空间，且对用户不可见。即：用户收到的内存地址是向后偏移了头部的，获取头部数据时把用户内存地址向前偏移一个头部大小即可。
参见图3所示，图2示意了一种内存申请过程。当申请内存时，根据用户需要申请的内存大小，从多个内存池中选择一个与该内存大小最为匹配的内存池2，然后从内存池2中分配一个内存块给用户。内存申请即内存分配。
其中，各个内存池按照其包括的内存块的尺寸大小从小到大排列。内存内存块也称为内存单元。从多个内存池中选择一个与当前内存大小size_a最为匹配的内存池时，从小到大遍历所有内存池，如果内存池的内存单元大小比size_a小，则继续向后遍历查找，直到找到一个内存池的内存单元大小大于等于size_a，则取该内存池为最优匹配的内存池。若未找到最优匹配的内存池，则调用malloc函数申请内存，调用malloc函数申请的内存区域的头部为固定值，如：-1。预设的n个不同尺寸的内存池的ID大于等于0。
若内存区域的头部大于等于0，表示可以找到对应的内存池回收内存块；若内存区域的头部等于-1，表示内存区域是通过malloc函数分配的，那么自动调用free函数释放内存区域。
参见图4所示，图4示意了一种内存释放过程。若需释放图3申请的内存块，则根据该内存块的头部自动定位到内存池2并回收。
需要说明的是，本实施例中的其他实现步骤与上述实施例相同或类似，故本实施例在此不再赘述。
由上可见，本实施例用若干不同尺寸的内存池，根据实际需要自动匹配最接近的内存池，并从中分配内存，实现了可变大小的内存申请，还降低了内存分配过程中需要消耗计算机资源，从而提高了系统性能和内存分配效率。
下面对本申请实施例提供的一种内存分配装置进行介绍，下文描述的一种内存分配装置与上文描述的一种内存分配方法可以相互参照。
参见图5所示，本申请实施例公开了一种内存分配装置，包括：
接收模块501，用于接收申请内存的请求；
确定模块502，用于确定请求要申请的内存大小；
选择模块503，用于在多个内存池中选择与内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；
分配模块504，用于为请求分配目标内存池中的目标内存块。
在一种具体实施方式中，选择模块包括：
排列单元，用于按照内存块的大小升序排列多个内存池，获得内存池序列；
遍历单元，用于遍历内存池序列，以确定内存块的大小不小于内存大小的待选内存池；
确定单元，用于将待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为目标内存池。
在一种具体实施方式中，选择模块包括：
排列单元，用于按照内存块的大小降序排列多个内存池，获得内存池序列；
遍历单元，用于遍历内存池序列，以确定内存块的大小不小于内存大小的待选内存池；
确定单元，用于将待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为目标内存池。
在一种具体实施方式中，还包括：
调用模块，用于若多个内存池中没有与内存大小匹配的目标内存池，则调用内存分配函数为请求分配目标内存块。
在一种具体实施方式中，各个内存池包括的每个内存块的头部，设有用于标识当前内存块所属内存池的标识信息，头部不占用当前内存块的可用空间。
在一种具体实施方式中，还包括：
释放模块，用于在释放目标内存块时，按照目标内存块的头部执行目标内存块的回收操作。
在一种具体实施方式中，释放模块包括：
判断单元，用于判断目标内存块的头部是否为预设目标值；
第一回收单元，用于若目标内存块的头部为预设目标值，则调用内存回收函数执行目标内存块的回收操作；
第二回收单元，用于若目标内存块的头部不是预设目标值，则将目标内存块释放后，回收至标识信息与目标内存块的头部相同的内存池。
其中，关于本实施例中各个模块、单元更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
可见，本实施例提供了一种内存分配装置，该装置利用内存池实现了根据需求分配不定大小的内存块，内存分配过程需要消耗计算机资源较少，从而提高了系统性能和内存分配效率。
下面对本申请实施例提供的一种内存分配设备进行介绍，下文描述的一种内存分配设备与上文描述的一种内存分配方法及装置可以相互参照。
参见图6所示，本申请实施例公开了一种内存分配设备，包括：
存储器601，用于保存计算机程序；
处理器602，用于执行所述计算机程序，以实现上述任意实施例公开的方法。
请参考图7，图7为本实施例提供的另一种内存分配设备示意图，该内存分配设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，一个或一个以上存储应用程序342或数据344的存储介质330(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器332和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对数据处理设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器322可以设置为与存储介质330通信，在内存分配设备301上执行存储介质330中的一系列指令操作。
内存分配设备301还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341。例如，Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM，FreeBSDTM等。
在图7中，应用程序342可以是执行内存分配方法的程序，数据344可以是执行内存分配方法所需的或产生的数据。
上文所描述的内存分配方法中的步骤可以由内存分配设备的结构实现。
下面对本申请实施例提供的一种可读存储介质进行介绍，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种内存分配方法、装置及设备可以相互参照。
一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例公开的内存分配方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本申请涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的可读存储介质中。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种内存分配方法，其特征在于，包括：
接收申请内存的请求；
确定所述请求要申请的内存大小；
在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；
为所述请求分配所述目标内存池中的目标内存块。
2.根据权利要求1所述的内存分配方法，其特征在于，所述在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池，包括：
按照内存块的大小升序排列所述多个内存池，获得内存池序列；
遍历所述内存池序列，以确定内存块的大小不小于所述内存大小的待选内存池；
将所述待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为所述目标内存池。
3.根据权利要求1所述的内存分配方法，其特征在于，所述在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池，包括：
按照内存块的大小降序排列所述多个内存池，获得内存池序列；
遍历所述内存池序列，以确定内存块的大小不小于所述内存大小的待选内存池；
将所述待选内存池包括的内存块最小的内存池确定为所述目标内存池。
4.根据权利要求1所述的内存分配方法，其特征在于，还包括：
若所述多个内存池中没有与所述内存大小匹配的目标内存池，则调用内存分配函数为所述请求分配目标内存块。
5.根据权利要求1至4任一项所述的内存分配方法，其特征在于，各个内存池包括的每个内存块的头部，设有用于标识当前内存块所属内存池的标识信息，所述头部不占用当前内存块的可用空间。
6.根据权利要求5所述的内存分配方法，其特征在于，还包括：
在释放所述目标内存块时，按照所述目标内存块的头部执行所述目标内存块的回收操作。
7.根据权利要求6所述的内存分配方法，其特征在于，所述按照所述目标内存块的头部执行所述目标内存块的回收操作，包括：
判断所述目标内存块的头部是否为预设目标值；
若是，则调用内存回收函数执行所述目标内存块的回收操作；
若否，则将所述目标内存块释放后，回收至标识信息与所述目标内存块的头部相同的内存池。
8.一种内存分配装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收申请内存的请求；
确定模块，用于确定所述请求要申请的内存大小；
选择模块，用于在多个内存池中选择与所述内存大小匹配的目标内存池；不同内存池包括的内存块的大小不同；
分配模块，用于为所述请求分配所述目标内存池中的目标内存块。
9.一种内存分配设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至7任一项所述的内存分配方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的内存分配方法。
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