1.C++ の 内存管理（二）std::unique_ptr源码浅析
2.linux内核源码：内存管理——内存分配和释放关键函数分析&ZGC垃圾回收
3.开源项目|高性能内存分配库mimalloc
4.Kswapd 源码解析
5.15+ 张图剖析内存分配之 malloc 详解

C++ の 内存管理（二）std::unique_ptr源码浅析

       本文主要阐述了C++标准库中的内存内存unique_ptr内存管理机制。unique_ptr通过RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原理，源码源码提供了一种自动内存管理方式。教程教程其内部实现关键在于一个tuple，图解结合raw pointer和自定义deleter，内存内存确保栈上指针生命周期结束后，源码源码网页源码截取自动释放堆内存。教程教程unique_ptr的图解独特之处在于它不可复制，只支持移动，内存内存确保内存所有权的源码源码单一性。

       unique_ptr的教程教程核心是__uniq_ptr_impl类，它实现了raw pointer的图解所有操作，包括获取raw pointer、内存内存接受用户自定义deleter。源码源码std::make_unique的教程教程源码直观展示了如何通过new操作内存分配，然后将新分配的内存传递给unique_ptr的构造函数，整个过程简洁明了。

       通过实例，我们可以看到unique_ptr在内存分配和释放上的优势。当使用make_unique时，它会调用new一次并分配内存，然后传递给unique_ptr，这样就只需要构造和析构各一次，实现了高效和安全的养生类源码内存管理。

       总结来说，unique_ptr是C++后引入的智能指针，它利用RAII封装内存管理，提供了在栈上对堆内存的自动释放功能，避免了内存泄漏问题。通过unique_ptr，开发者可以更放心地进行内存操作，无需担心析构细节。

linux内核源码：内存管理——内存分配和释放关键函数分析&ZGC垃圾回收

       本文深入剖析了Linux内核源码中的内存管理机制，重点关注内存分配与释放的关键函数，通过分析4.9版本的源码，详细介绍了slab算法及其核心代码实现。在内存管理中，slab算法通过kmem_cache结构体进行管理，利用数组的形式统一处理所有的kmem_cache实例，通过size_index数组实现对象大小与kmem_cache结构体之间的映射，从而实现高效内存分配。其中，关键的计算方法是通过查找输入参数的最高有效位序号，这与常规的0起始序号不同，从1开始计数。

       在找到合适的kmem_cache实例后，下一步是理财超市源码通过数组缓存（array_cache）获取或填充slab对象。若缓存中有可用对象，则直接从缓存分配；若缓存已空，会调用cache_alloc_refill函数从三个slabs（free/partial/full）中查找并填充可用对象至缓存。在对象分配过程中，array_cache结构体发挥了关键作用，它不仅简化了内存管理，还优化了内存使用效率。

       对象释放流程与分配流程类似，涉及数组缓存的管理和slab对象的回收。在cache_alloc_refill函数中，关键操作是检查slab_partial和slab_free队列，寻找空闲的对象以供释放。整个过程确保了内存资源的高效利用，避免了资源浪费。

       总结内存操作函数概览，栈与堆的区别是显而易见的。栈主要存储函数调用参数、局部变量等，而堆用于存放new出来的对象实例、全局变量、静态变量等。由于堆的动态分配特性，它无法像栈一样精准预测内存使用情况，接力祝福源码导致内存碎片问题。为了应对这一挑战，Linux内核引入了buddy和slab等内存管理算法，以提高内存分配效率和减少碎片。

       然而，即便使用了高效的内存管理算法，内存碎片问题仍难以彻底解决。在C/C++中，没有像Java那样的自动垃圾回收机制，导致程序员需要手动管理内存分配与释放。如果忘记释放内存，将导致资源泄漏，影响系统性能。为此，业界开发了如ZGC和Shenandoah等垃圾回收算法，以提高内存管理效率和减少内存碎片。

       ZGC算法通过分页策略对内存进行管理，并利用“初始标记”阶段识别GC根节点（如线程栈变量、静态变量等），并查找这些节点引用的直接对象。此阶段采用“stop the world”（STW）策略暂停所有线程，确保标记过程的准确性。接着，源码网程序通过“并发标记”阶段识别间接引用的对象，并利用多个GC线程与业务线程协作提高效率。在这一过程中，ZGC采用“三色标记”法和“remember set”机制来避免误回收正常引用的对象，确保内存管理的精准性。

       接下来，ZGC通过“复制算法”实现内存回收，将正常引用的对象复制到新页面，将旧页面的数据擦除，从而实现内存的高效管理。此外，通过“初始转移”和“并发转移”阶段进一步优化内存管理过程。最后，在“对象重定位”阶段，完成引用关系的更新，确保内存管理过程的完整性和一致性。

       通过实测，ZGC算法在各个阶段展现出高效的内存管理能力，尤其是标记阶段的效率，使得系统能够在保证性能的同时，有效地管理内存资源。总之，内存管理是系统性能的关键因素，Linux内核通过先进的算法和策略，实现了高效、灵活的内存管理，为现代操作系统提供稳定、可靠的服务。

开源项目|高性能内存分配库mimalloc

       mimalloc

       开源内存分配库，微软研究院年发布，旨在提供高性能内存管理解决方案。

       使用方法如下：

       1. 克隆代码库至本地。

       2. 编译代码。

       3. 将头文件复制至系统目录，如：

       4. 编译项目时链接mimalloc。

       尝试直接使用mimalloc，无需编译：

       配置环境变量。

       mimalloc特点：

       1. 简洁高效，核心代码量少于行。

       2. 性能显著优于其他内存分配库，如：mi（mimalloc）、tc（tcmalloc）、je（jemalloc）等。

       3. 支持多线程。

       架构：

       mimalloc设计中，每个线程拥有专属堆，线程在分配内存时从各自堆进行。堆中包含多个分段，每个分段对应多个页面，内存分配在页面上进行。

       free列表操作代码。

       源码实现：

       1. malloc函数实现

       2. free函数实现

       

参考资料：

       [1] cnblogs.com/linkwk7/p/1...

       [2] github.com/microsoft/mi...

       [3] cnblogs.com/linkwk7/p/1...

Kswapd 源码解析

       kswapd是Linux内核中的一个内存回收线程，主要用于内存不足时回收内存。初始化函数为kswapd_init，内核为每个节点分配一个kswapd进程。每个节点的pg_data_t结构体中维护四个成员变量，用于管理kswapd线程。

       在初始化后，每个节点的kswapd线程进入睡眠状态。唤醒时机主要在被动唤醒和主动唤醒两种场景：被动唤醒是内存分配进程唤醒并完成异步内存回收后，对节点内存环境进行平衡度检查，若平衡则线程短暂休眠ms后主动唤醒。主动唤醒是内存回收策略调用kswapd，对节点进行异步内存回收，让节点达到平衡状态。

       内存回收包括快速和直接两种方式，但系统周期性调用kswapd线程平衡不满足要求的节点，因为有些任务内存分配不允许阻塞或激活I/O访问，回收内存相当于亡羊补牢，系统利用空闲时间进行内存回收是必要的。

       kswapd线程通过module_init(kswapd_init)创建，一般处于睡眠状态等待被唤醒，当系统内存紧张时，会唤醒kswapd线程，调整不平衡节点至平衡状态。

       kswapd函数包含alloc_order、reclaim_order和classzone_idx三个变量，用于控制线程执行流程。kswapd_try_to_sleep函数判断是否睡眠并让出CPU控制权，同时是线程唤醒的入口。balance_pgdat函数是实际内存回收操作，涉及内存分配失败后唤醒kswapd线程，调用此函数对指定节点进行异步内存回收。

       kswapd_shrink_node函数通过shrink_node对低于sc->reclaim_idx的非平衡zone区域进行回收。

       总结kswapd执行流程，其生命周期与Linux操作系统相似，平时处于睡眠状态让出CPU控制权。在内存紧张时被唤醒，有被动唤醒和周期性主动唤醒两种时机。被动唤醒发生在内存分配任务获取不到内存时，表明系统内存环境紧张，主动唤醒则是内存回收策略的执行。线程周期性唤醒在被动唤醒后的短暂时间内，原因在于系统内存环境紧张，需要在这段时间内进行内存回收。

+ 张图剖析内存分配之 malloc 详解

       内存分配之 malloc 详解

       malloc函数的复杂性使得直接分析其源码较为困难，但我们可以关注其操作过程。首先，理解malloc分配的内存结构十分重要。当我们使用malloc时，分配的内存不仅包括用户请求的大小，还会附带首部和尾部，用于管理。

       内存分配示例中，用户申请0x字节，实际分配的fill区域包含了系统预置的cookie和填补区。fill区域的上边和下边有gap，用于区分可使用和不可使用内存，并在归还时检测是否越界。debug header由上gap中的7个连续区域组成。

       进入程序前，系统会创建一个管理内存的堆空间，通过__cdecl_heap_init函数，构建一个个HEADER节点的链表，每个节点管理1MB内存。每个节点包含pHeapData指针，代表虚拟地址，尚未分配，将1MB分为个KB段。

       继续深入，pRegion指向的tagRegion结构中，每个内存段（group）有8个4KB内存页，链表中挂载着可用内存。分配时，会从挂载内存的链表中查找，若无则扩展到其他链表。归还时，通过比较地址范围判断归属group，并通过合并空闲内存块和更新分配次数来操作。

       当一个group全回收后，并非立刻归还给系统，而是等待其他group回收后再合并释放。这样可以避免频繁地与操作系统交互，提高效率。