堆chunk介绍
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是虚拟地址空间的一块连续的线性区域
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提供动态分配的内存，允许程序申请大小未知的内存
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在用户.与操作系统之间，作为动态内存管理的中间人
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响应用户的申请内存请求，向操作系统申请内存,然后将其返回给用户程序
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管理用户所释放的内存，适时归还给操作系统
堆(chunk)内存是一种允许程序在运行过程中动态分配和使用的内存区域。相比于栈内存和全局内 存，堆内存没有固定的生命周期和固定的内存区域，程序可以动态地申请和释放不同大小的内存。被分配后，如果没有进行明确的释放操作，该堆内存区域都是一直有效的。
各种堆管理器
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dlmalloc - General purpose allocator
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ptmalloc2 - glibc
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jemalloc - FreeBSD and Firefox
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tcmalloc - Google libumem - Solaris
堆管理器并非由操作系统实现，而是由libc.so.6链接库实现。封装了-一些系统调用，为用户提供方便的动态内存分配接口的同时，力求高效地管理由系统调用申请来的内存。
arena
内存分配区，可以理解为堆管理器所持有的内存池 操作系统-->堆管理器-->用户 物理内存--> arena --> 可用内存 堆管理器与用户的内存交易发生于arena中，可以理解为堆管理器向操作系统批发来的有冗余的内存库存
chunk
用户申请内存的单位，也是堆管理器管理内存的基本单位 malloc()返回的指针指向一个chunk的数据区域
chunk的基本数据结构如下
struct malloc_chunk
{
INTERNAL_SIZE_T mchunk_prev_size; //size of previous chunk (if free)
INTERNAL_SIIZE_T mchunk_size; //size in bytes,including overhead
struct malloc_chunk* fd; //double links -- used only if free
struct malloc_chunk* bk; /* only used for large blocks:pointer to next larger size; */
struct malloc_chunk* fd_nextsize; //double links -- used only if free
struct malloc_chunk* bk_nextsize;
}
其中，mchunk size记录了当前chunk的大小，chunk的大小都是8字节对齐，所以mchunk_ size的 低3位固定为0 (8D= 1000B)。为了充分利用内存空间，mchunk_ size的低3位分别存储PREV_ INUS、IS_MMAPPED、NON_MAIN_ARENA信息。NON_MAIN_ARENA用来记录当前chunk是否不属于主线程，1表示不属于，0表示属于。IS_ MAPPED用来记录当前chunk是否是由mmap分配的。 PRE_INUSE用来记录前个chunk块是否被分配， 如果与当前chunk向 上相邻的chunk为被释放的状 态，则PREV_ INUSE标志位为0,并且mchunk prev_ size的大小为该被释放的相邻chunk的大小。堆 管理器可以通过这些信息找到前一个被释放chunk的位置。 chunk在管理器中有3种形式，分别为allocated chunk. free chunk和top chunk。当用户申请一 块内存后，堆管理器会返回一个allocated chunk,其结构为mchunk_ prev_ size+ mchunk size+ memory. user memory为可被用户使用的内存空间。free chunk为allocated chunk被释放后 的存在形式。top chunk是一个非常大的free chunk,如果用户申请内存大小比top chunk小，则由 chunk分割产生。在64位系统中，chunk结构最小为32 (0x20) 字节。
chunk的分类
按状态
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malloced
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free
按大小
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fast
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small
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large
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tcache
按特定功能
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top chunk
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last remainder chunk
堆的大小对齐 看一下堆的大小(size):| 堆的大小必须是2SIZE SZ的整数倍，如果申请的内存大小不是2SIZE_ SZ的整数倍，会被转成满足大小的最小的2*SIZE_ SZ的倍数; 32位系统中，SIZE_ SZ=4, 64位系统中SIZE_ SE=8;也就是32位系统堆大小为8的倍数，64位系统堆大小为16的位数，8对应的2进制为1000， 所以不管size如何变换对应的低3位固定为0; 为了不浪费这3个比特位，它们从高到低分别被用来示:
NON_ MIAN_ ARENA,记录当前chunk是否不属于主线程，1表示不属于，0表示属于。 IS_MAPPED，记录当前chunk是否是由mmap分配的。 PREV_INUSE，记录前一个chunk块是否被分配。
bin
管理arena中空闲chunk的结构，以数组的形式存在，数组元素为相应大小的chunk链表的链表头，存在于arena的malloc state中
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unsorted bin
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fast bins
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small bins
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large bins
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(tcache)glibc-2.27
fast bin
Fast Bin分类的chunk的大小为32~128(0x80) 字节，如果chunk在被释放时发现其大小满足这个要求，则将该chunk放入Fast Bin,且在被释放后不修改下一个chunk的PREV INUSE标志位。Fast Bin 在堆管理器中以单链表的形式存储，不同大小的Fast Bin存储在对应大小的单链表结构中，其单链 表的存取机制是LIFO (后进先出)。一个最新被加入Fast Bin的chunk,其fd指针指向上一次加入Fast Bin的chunk。
unsorted bin
Unsorted Bin相当于Ptmalloc2堆管理器的垃圾桶。chunk被释放后， 会先加入Unsorted Bin中，等待下次分配使用。在堆管理器的Unsroted Bin不为空时，用户申请非Fast Bin大小的内存会先从 Unsorted Bin中查找，如果找到符合该申请大小要求的chunk (等于或者大于) ,则直接分配或者分割该chunk。
small bin
large bin
大于1024 (0x400) 字节的的chunk使用Large Bin进行管理。Large Bin的结构相对于其他Bin是最 复杂的，速度也是最慢的，相同大小的L arge Bin使用fd和bk指针连接，不同大小的L arge Bin通过fd_nextsize和bk_nextsize按大小排序连接。
