Glibc内存管理--ptmalloc2源代码分析(八)

3.2.5 内存回收概述

free() 函数接受一个指向分配区域的指针作为参数,释放该指针所指向的chunk。而具体的释放方法则看该chunk所处的位置和该chunk的大小。free()函数的工作步骤如下:

free()函数同样首先需要获取分配区的锁,来保证线程安全。

  1.   判断传入的指针是否为0,如果为0,则什么都不做,直接return。否则转下一步。
  2. 判断所需释放的chunk是否为mmaped chunk,如果是,则调用munmap()释放mmaped chunk,解除内存空间映射,该该空间不再有效。如果开启了mmap分配阈值的动态调整机制,并且当前回收的chunk大小大于mmap分配阈值,将mmap分配阈值设置为该chunk的大小,将mmap收缩阈值设定为mmap分配阈值的2倍,释放完成,否则跳到下一步。
  3. 判断chunk的大小和所处的位置,若chunk_size <= max_fast,并且chunk并不位于heap的顶部,也就是说并不与top chunk相邻,则转到下一步,否则跳到第6步。(因为与top chunk相邻的小chunk也和 top chunk进行合并,所以这里不仅需要判断大小,还需要判断相邻情况)
  4.   chunk放到fast bins中,chunk放入到fast bins中时,并不修改该chunk使用状态位P。也不与相邻的chunk进行合并。只是放进去,如此而已。这一步做完之后释放便结束了,程序从free()函数中返回。
  5.   判断前一个chunk是否处在使用中,如果前一个块也是空闲块,则合并。并转下一步。
  6. 判断当前释放chunk的下一个块是否为top chunk,如果是,则转第9步,否则转下一步。
  7. 判断下一个chunk是否处在使用中,如果下一个chunk也是空闲的,则合并,并将合并后的chunk放到unsorted bin中。注意,这里在合并的过程中,要更新chunk的大小,以反映合并后的chunk的大小。并转到第10步。
  8. 如果执行到这一步,说明释放了一个与top chunk相邻的chunk。则无论它有多大,都将它与top chunk合并,并更新top chunk的大小等信息。转下一步。
  9. 判断合并后的chunk 的大小是否大于FASTBIN_CONSOLIDATION_THRESHOLD(默认64KB),如果是的话,则会触发进行fast bins的合并操作,fast bins中的chunk将被遍历,并与相邻的空闲chunk进行合并,合并后的chunk会被放到unsorted bin中。fast bins将变为空,操作完成之后转下一步。
  10. 判断top chunk的大小是否大于mmap收缩阈值(默认为128KB),如果是的话,对于主分配区,则会试图归还top chunk中的一部分给操作系统。但是最先分配的128KB空间是不会归还的,ptmalloc 会一直管理这部分内存,用于响应用户的分配请求;如果为非主分配区,会进行sub-heap收缩,将top chunk的一部分返回给操作系统,如果top chunk为整个sub-heap,会把整个sub-heap还回给操作系统。做完这一步之后,释放结束,从 free() 函数退出。可以看出,收缩堆的条件是当前freechunk大小加上前后能合并chunk的大小大于64k,并且要top chunk的大小要达到mmap收缩阈值,才有可能收缩堆。
本文通过Glibc内存暴增问题,主要介绍了系统的内存管理问题,具体如下: 目录 1. 问题 2. 基础知识 2.1 X86平台Linux进程内存布局 2.1.1 32位模式下进程内存经典布局 2.1.2 32位模式下进程默认内存布局 2.1.3 64位模式下进程内存布局 2.2 操作系统内存分配的相关函数 2.2.1 Heap操作相关函数 2.2.2 Mmap映射区域操作相关函数 3. 概述 3.1 内存管理一般性描述 3.1.1 内存管理的方法 3.1.2 内存管理器的设计目标 3.1.3 常见C内存管理程序 3.2 Ptmalloc内存管理概述 3.2.1 简介 3.2.2 内存管理的设计假设 3.2.3 内存管理数据结构概述 3.2.4 内存分配概述 3.2.5 内存回收概述 3.2.6 配置选项概述 3.2.7 使用注意事项 4. 问题分析及解决 5. 源代码分析 5.1 边界标记法 5.2 分箱式内存管理 5.2.1 Small bins 5.2.2 Large bins 5.2.3 Unsorted bin 5.2.4 Fast bins 5.3 核心结构体分析 5.3.1 malloc_state 5.3.2 Malloc_par 5.3.3 分配区的初始化 5.4 配置选项 5.5 Ptmalloc的初始化 5.5.1 Ptmalloc未初始化时分配/释放内存 5.5.2 ptmalloc_init()函数 5.5.3 ptmalloc_lock_all(),ptmalloc_unlock_all(),ptmalloc_unlock_all2() 5.6 多分配区支持 5.6.1 Heap_info 5.6.2 获取分配区 5.6.3 Arena_get2() 5.6.4 _int_new_arena() 5.6.5 New_heap() 5.6.6 get_free_list()和reused_arena() 5.6.7 grow_heap(),shrink_heap(),delete_heap(),heap_trim() 5.7 内存分配malloc 5.7.1 public_mALLOc() 5.7.2 _int_malloc() 5.8 内存释放free 5.8.1 Public_fREe() 5.8.2 _int_free() 5.8.3 sYSTRIm()和munmap_chunk(
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