【OS】外部碎片和内部碎片

外部碎片和内部碎片是操作系统内存管理中的两个重要概念，它们描述了内存使用效率的问题。

外部碎片（External Fragmentation）

• 定义：外部碎片是指内存中存在很多小的、非连续的空闲块，这些小块内存尽管总量足够大，但由于不连续，无法满足较大内存块的分配需求。
• 原因：当内存分配和释放操作频繁进行时，不同大小的内存块可能会被释放，导致内存中出现很多小的空闲块。
• 影响：外部碎片会导致内存的浪费，尽管总的空闲内存可能足够多，但由于无法找到一个连续的足够大的内存块，导致无法分配给需要较大连续内存的进程或数据。

内部碎片（Internal Fragmentation）

• 定义：内部碎片是指在已分配的内存块内部，未被使用的空间造成的浪费。这种情况发生在分配的内存块比实际需要的要大时。
• 原因：当内存分配策略（如按固定大小分配内存块）导致分配的内存块比请求的内存稍大时，额外分配的部分就成为内部碎片。
• 影响：内部碎片会导致内存空间的浪费，因为这些未使用的内存块尽管被分配给了进程，但并未被实际使用。

简单理解

• 外部碎片：内存中有足够多的总空闲空间，但由于不连续而不能有效利用。
• 内部碎片：分配的内存块中有部分未被使用，造成浪费。

例子

• 外部碎片：假设内存分配策略是首次适配法，内存中有多个空闲块：2KB、3KB、5KB 等，而需要分配一个4KB的内存块，但由于没有连续的4KB空间，尽管总空闲空间大于4KB，也无法进行分配。
• 内部碎片：假设内存分配单位是8KB，而程序只需要6KB内存，那么分配的8KB中有2KB是浪费的，这2KB就是内部碎片。