Linux内存-SLAB

一、内部碎片

当我们申请几十个字节的时候，内核也是给我们分配一个页,一个页大小在Linux中默认是4K，这样在每个页中就形成了很大的浪费，称之为内部碎片。

 

二、什么是slab？

在Linux中，伙伴系统（buddy system）是以页为单位管理和分配内存。但是现实的需求却以字节为单位，假如我们需要申请20Bytes，总不能分配一页吧！那岂不是严重浪费内存。那么该如何分配呢？slab分配器就应运而生了，专为小内存分配而生。slab分配器分配内存以Byte为单位。但是slab分配器并没有脱离伙伴系统，而是基于伙伴系统分配的大内存进一步细分成小内存分配。

 

slab分配器是基于对象进行管理的，相同类型的对象归为一类（如进程描述符是一类），每次当要申请这样一个对象，slab分配器就从一个slab列表中分配一个这样大小的单元出去，而当要释放时，将其重新保存到该列表中，而不是直接返回给伙伴系统，从而避免这些内存碎片。

 

 

四、slab的作用

1、节省空间，减少内存碎片化：Slab对小对象进行分配，不用为每个小对象分配一个页

2、提高系统效率：当对象拥有者释放一个对象后，SLAB的处理是仅仅标记对象为空闲，并不做多少处理，而又有申请者申请相应大小的对象时，SLAB会优先分配最近释放的对象

 

五、kmem_cache

kmem_cache是用于描述SLAB的一种结构，并且管理着这种SLAB中所有的对象。

cache中的内存块来自一到多个slab

一个slab来自物理内存管理器的一到多个物理页

一个slab被分成一组固定大小的块，被称为slab对象（object）

 

六、slab的状态

slabs_full：slab 中的所有对象被标记为使用。

slabs_free：slab 中的所有对象被标记为空闲。

slabs_partial：slab 中的对象有的被标记为使用，有的被标记为空闲。

slab 分配器首先从部分空闲的slab 进行分配。如没有，则从空的slab 进行分配。如没有，则从物理连续页上分配新的slab，并把它赋给一个cache ，然后再从新slab 分配空间。