内存管理学习总结

内存管理

程序内存分配的方式：静态内存和动态内存
静态内存是由编译器来分配的内存，动态内存是由用户分配的内存；

动态内存分配函数

函数	所属头文件	备注
void *malloc(size_t size);	stdlib.h	size表示所分配内存的大小，以字节记，不进行初始化。
void *calloc(size_t nmemb,size_t size);	stdlib.h	分配的大小为nmemvb* size个，进行初始化。
free（void *ptr）	stdlib.h	释放动态分配的内存。
realloc(void *ptr,size_t size);	stdlib.h	调整分配的内存大小，其中size大于原位置大小，且原位置无法完成调整时，将重新开辟新的内存，并将数据复制到新的内存空间；如果ptr为NULL时，realloc相当于malloc，当size为0时，相当于free。
void *alloca(size_t size);	stdlib.h	从进程的栈中分配空间，当函数结束后，所分配内存空间自动释放。

内存锁定函数

函数	所属头文件	备注
int mlock（const void *addr,size_t length）;	sys/types.h	锁定某一内存区域，addr表示内存的起始位置，length表示锁定的内存大小。
int munlock(void *addr,size_t length);	sys/types.h	解除对某一内存的锁定。
int mlockall(int flag);	sys/types.h	用于一次锁定多个内存页，常用选项有： MCL_CURRENT:锁定所有内存页；MCL_FUTURE:锁定所有为进程的地址空间添加到内存页。
int munlock(void);	sys/types.h	解除所有内存锁定。

内存映像I/O

含义：
在内存中创建一个与外存中文件完全相同的映像，用户可以将整个文件映射到内存中，也可以将文件一部分映射到内存中。使用操作内存的方法来对文件进行操作。
特点：
l 可以加快I/O的速度
l 将文件映射到内存中，用户可以通过指针对文件进行访问，与访问其他内存毫无差别
l 可以实现文件数据的共享
局限性：
当用户将文件或文件的一部分映射到内存中时，必须事先指定内存空间的大小，要向内存映像中添加数据是一件很麻烦的事情；此外，内存映像操作只能针对普通文件这样可以内部定位的文件，而不能对管道，套接字这样的文件进行操作。

内存映像相关函数

函数：void *mmap(void *start,size_t length,int prot,int flag,int fd,off_t offset);
所属头文件:sys/types.h sys/mman.h
作用：将文件或其部分映像到内存中；
参数说明：
start通常为NULL,如果不为NULL表示希望将文件映射到指针的位置，但不能保证调用一定映射到该位置，length定义内存映像所占用的内存空间的大小，以字节记，prot表示内存映像的安全属性，flag是内存映像的标志；offset表示所映射到数据内容距离文件头的偏移量；
prot选项：(安全属性)
PROT_EXEC:被映像内存可能含有机器码，可以被执行；
PROT_NONE:被映像内存不允许被访问；
PROT_READ:被映像内存可读；
PROT_WRITE:被映像内存可写；
flag相关标志位:（内存映像标志）
MAP_FIXED:如果无法再START指定的地址建立内存映像，则出错返回；
MAP_PRIVATE:对内存映像所作的改动不反映到外存文件中；
MAP_SHARED:对内存映像
函数：int munmap(void *start,size_t length);
所属头文件：sys/types.h sys/mman.h
作用：撤销内存映像
参数说明：
start表示要撤销内存映像的起始地址，参数length表示要撤销的内存映像的大小，调用成功时，返回值为0，调用失败时，返回值为-1，并将errno设置为相应值。
函数：int msync(const void *start,size_t length,int flag);
作用：将所做的改动保存到外存；
参数说明：
参数start表示要保存到外存文件的源文件的起始地址，参数length表示内存映像的大小，参数flag设置了函数的相应操作；
flag相关标志位：
MS_ASYNC:调度一个写操作并返回；
MS_INVALIDATE:使映像到相同文件的内存无效以便使它们更改为新的数据；
MS_SYNC:完成写操作后返回；
函数：int protect(const void *addr,size_t length, int prot);
所属头文件：sys/types.h sys/mman.h
作用：修改内存映像的保护值
参数说明：
参数addr表示内存映像的起始地址，参数length表示内存映像的大小，参数prot为新设定的保护值，调用成功，返回0，调用失败返回-1，并将errno设置为相应值。
函数：void* mremap(void *old_addr.size_t old_length,size_t new_length,unsigned long flag);
作用：将参数old_addr所指向的内存映像的大小由old_length调整到new_length。
参数说明：
参数flag用于设置是否需要移动该内存映像的位置，相应取值为mremap_maymove,如果设置了该值，表示在需要时移动位置，否则将出错返回。调用成功时，返回值为0，调用失败时，返回值为-1。