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堆管理演算法中的Buddy System(夥伴系統)演算法

在一個Buddy System演算法中,堆管理者只分配特定大小的記憶體塊,成為permitted size。針對每個permitted size,都有一個空閒連結串列來維護。

一般這些大小會選擇2的冪次方,或者斐波那契數列。因為這樣會方便地將除最小的那個數之外的其它數都分為兩個permitted size之和。

當負責分配記憶體的堆管理者接受到請求s大小的記憶體請求時,會講s對齊到一個permitted size。然後從那個permitted size的空閒連結串列中分配一塊記憶體給他。如果沒有在那個空閒連結串列中找到記憶體,就在大一級的記憶體中找一塊記憶體分配給使用者,然後將剩餘的另一半掛到這個permitted size的空閒連結串列中。

這個演算法中的空閒連結串列一般採用點陣圖(bitmap)演算法來實現。因為這樣會使記憶體回收合併變得很高效。

在Zend引擎中的堆管理演算法中就使用到了夥伴系統演算法,我們來看一下zend_mm_heap結構中相關的資料結構:

zend_mm_free_block *free_buckets[ZEND_MM_NUM_BUCKETS*2];

這個 free_buckets 就是一個空閒連結串列的二位陣列。ZEND_MM_NUM_BUCKETS 定義了分配時最大的冪值。每一個冪值都對應一個 *free_buckets,就是一個空閒連結串列。