Windows内存分配问题

Question

我目前正在研究 Windows 下的 malloc() 实现。但在我的研究中，我偶然发现了一些让我困惑的事情：

首先，我知道在 API 级别，Windows 主要使用 HeapAlloc() 和 VirtualAlloc() 调用分配内存。我从此处了解到malloc()的 Microsoft 实现 （包含在 CRT - C 运行时）基本上为块 > HeapAlloc() 调用 HeapAlloc() 480 字节，并以其他方式管理使用 VirtualAlloc() 分配的特殊区域以进行小分配，以防止碎片。

嗯，这一切都很好。但还有 malloc() 的其他实现，例如 nedmalloc< /a>，声称比 Microsoft 的 malloc 快 125%。

所有这些让我想知道一些事情：

1. 为什么我们不能只为小块调用 HeapAlloc() ？在碎片方面表现是否不佳（例如通过“首次适应”而不是“最佳适应”）？

   • 实际上，有什么方法可以了解各种 API 分配调用的幕后情况吗？这会很有帮助。

2. 是什么让 nedmalloc 比 Microsoft 的 malloc 快得多？

3. 从上面的内容来看，我的印象是 HeapAlloc()/VirtualAlloc() 非常慢，而 malloc() 则快得多 code> 偶尔调用它们一次，然后自行管理分配的内存。这个假设是真的吗？或者只是因为碎片而需要 malloc() “包装器”？ 人们会认为像这样的系统调用会很快 - 或者至少会考虑一些想法以提高它们的效率。

   • 如果这是真的，为什么会这样？

4. 平均而言，典型的 malloc 调用执行多少（一个数量级）内存读/写（可能是已分配段数量的函数）？我直觉上会说，对于普通程序来说，它是数十次，对吗？

Answer 1

1. 调用 HeapAlloc 听起来并不跨平台。 MS 可以根据需要自由更改其实现；建议远离。 :)
2. 它可能更有效地使用内存池，就像 Loki 库使用其“小对象分配器”
3. 堆分配一样，本质上是通用目的，但通过任何实现总是很慢。分配器越“专业”，速度就越快。这让我们回到第二点，它处理内存池（以及特定于您的应用程序的分配大小）。
4. 不知道。

Answer 2

从上面的内容中，我得到的印象是 HeapAlloc()/VirtualAlloc() 非常慢，因此 malloc() 偶尔调用它们一次然后自行管理分配的内存要快得多。这个假设正确吗？

操作系统级系统调用是为了管理进程的整个内存空间而设计和优化的。使用它们为整数分配 4 个字节确实不是最理想的 - 通过管理库代码中的微小分配并让操作系统针对更大的分配进行优化，您可以获得更好的整体性能和内存使用情况。至少据我了解。