📜  操作系统链接列表分配(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:54:47.019000             🧑  作者: Mango

操作系统链接列表分配

在操作系统中,链接列表是操作系统使用的一种数据结构,用于记录系统中的空闲内存块和已分配的内存块。在程序员编写内存管理的时候,操作系统链接列表分配是一种比较常见的方式。

链接列表

链接列表是由一个或多个节点组成的链表,每个节点表示一块内存,包括其起始地址、长度等信息。

每个节点通常包括以下字段:

  • 地址:指向被分配的内存块的起始地址。
  • 大小:指当前节点表示内存块的大小。
  • 后继:指向下一个节点,即下一块空闲内存的起始地址。
内存分配

当程序需要分配一块内存时,通常需要遍历链表,找到一块足够大的空闲内存。如果内存块过大,则需要将其拆分成多个节点。如果没有足够的空闲内存块,则需要执行额外的操作,如内存压缩或者页面置换。

内存释放

当程序不再需要某块内存时,需要将这个内存块释放,即将其变成链表中的一个空闲节点。如果这个节点相邻着其他空闲节点,则需要合并这些空闲节点,以增大系统中的可用内存块。

优缺点

链接列表分配的优点是简单易实现,适用于小型系统或者只会分配/释放内存块的应用。同时,由于其采用链表结构,分配和释放内存的时间复杂度均为O(n),n为链表节点数。

缺点是在大型系统中,链接列表分配的时间复杂度较高。因为每次分配或释放内存时都需要遍历整个链表,尤其是当链表变得较长时,操作时间将变得很长。

另外,如果程序分配内存的时候频繁地分配和释放内存,链表中会产生很多小的空闲块,这会导致内存碎片化,降低内存的利用率。

参考文献
  • Operating Systems: Three Easy Pieces, Arpaci-Dusseau and Arpaci-Dusseau. Chapter 17 Memory Allocation.