Slab 算法

        作为一种出名的设计及算法 Slab 已经很早就出现在各大系统中了，Linux 也实现了 Slab，那 Slab 一般作什么用途？解决了什么问题？如何实现？为什么要这样实现？这就是今天要讨论的内容了。
        我们知道 Buddy 系统解决了物理内存分配的外碎片问题，但由于粒度太大，都是以页为单位，显然用起来有些浪费，当如果要申请一些小的内存，并且会频繁的申请相同数据结构的内存来存储一些内核中的数据时，这时 Slab 便应运而生了。在内核中，经常会使用一些链表，链表中会申请许多相同结构的结构体，比如文件对象，进程对象等等，如果申请比较频繁，那么为它们建立一个内存池，内存池中都是相同结构的结构体，当想申请这种结构体时，直接从这种内存池中取一个结构体出来，想必是有用且速度极快的。一个物理页就可以作用这种内存池的载体，进而进行充分利用，减少了内碎片的产生。
        所以，首先，Slab 相当于内存池是思想，且是为了解决内碎片而产生的。

        我们看一下 Slab 算法的结构图。

        即使是专有结构的内存池，所以一个高速缓存即 kmem_cache ，就代表一个结构体的内存池，它有一个每 CPU 数据 array, 进一步加快了申请速度，解决了多 CPU 加锁，且小数据缓存的目的，因为保留少量的频繁申请和释放得来的空间，等下次申请时直接从这里取得，由于结构简单，所以速度极快。所以每一个 CPU 都会对应一个 array_cache 结构体，在内存布局上，该结构体后面，紧接着有一