c++ - 堆通常是如何实现的？

Question

可能重复：
堆和堆栈内存是如何管理、实现和分配的？

嗨，我的问题是关于堆，而不是数据结构，而是用于动态内存分配的内存区域。

假设我们正在用 C（或者可能是 C++）编写一个程序，并且在其代码深处的某个地方调用了 malloc()（或者在 C++ 的情况下调用了 operator new）。现在分配的内存的位置是什么？编译器（链接器？）是否添加了用作堆的数据段？该段的大小是如何确定的？如果我们尝试分配一块大于整个“堆段”的内存会发生什么？堆会扩大吗？如果是，如何？

Answer 1

操作系统分配页面，它返回给 malloc/free，然后将这些页面从内存中分解为请求大小的块。操作系统可以分配用户地址空间中尚未请求的任何页面。没有堆段。分配的内存位于操作系统确定的任何位置。

Answer 2

旧的 Unix 实现使用机制-- 系统sbrk()请求移动最后一个数据段边界。分配内存时，tuntime 库调用系统将数据边界向上移动，并使用新来的内存。

新的操作系统使用虚拟内存，因此 malloc 在必要时向系统请求新的空闲 VM 页面。

独立应用程序（在裸硬件、微控制器等上运行）都分配了内存。库知道所有内存，因为链接描述文件定义了动态区域的符号。例如。类似freemembotand freememtop，用于最低和最高可用内存区域位置。

Answer 3

这里有 dlmalloc 内部工作原理的描述（glibc、uClibc 和许多其他地方使用的 malloc() 实现）。

类 Unix 操作系统有两个主要接口用于请求/释放内存：

• brk() 扩展/收缩数据段。
• mmap()/munmap() 请求/释放额外的内存映射。

Windows API 实际上类似于 malloc()/free()，具有 HeapAlloc()/HeapFree() 之类的功能。