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Linux内核动态内存复用
资料介绍
一、动态内存分配与复用的核心价值
Linux内核运行过程中，需要频繁对各类动态数据结构进行内存分配与释放，如果直接操作物理内存页，不仅会增加内核代码的复杂度，还会产生大量内部内存碎片，降低内存空间利用率。动态内存分配器的核心作用，就是对物理内存页进行精细化管理，通过内存复用机制重复利用已经释放的内存块，减少碎片生成，提高分配效率，同时降低内存浪费。
目前Linux内核主流的动态内存分配器包括SLAB、SLOB、SLUB三种，其中SLUB是当前Linux内核（2.6.23之后版本）的默认分配器，SLOB则面向内存资源极度有限的嵌入式系统，SLAB已经逐渐被SLUB替代。三种分配器都围绕「内存复用」这一核心目标设计，但针对不同场景做了差异化优化，本文重点分析SLOB和SLUB的内存复用实现机制。
二、SLOB分配器的内存复用机制
SLOB（Simple List Of Blocks）是面向小型嵌入式系统设计的轻量级分配器，设计目标是最小化代码体积和内存开销，牺牲部分分配性能换取极低的内存占用，其内存复用核心逻辑围绕空闲块链表展开。
2.1 SLOB的基本组织架构
SLOB将所有物理内存页整合为一个统一的内存池，按照分配块的大小划分为三个空闲链表：
1. 小块链表：管理大小小于256字节的空闲内存块
2. 中块链表：管理大小在256字节到1024字节之间的空闲内存块
3. 大块链表：管理大小超过1024字节的空闲内存块
当内核需要分配动态内存时，SLOB会从对应大小范围的空闲链表中找到第一个满足大小要求的空闲块，分割出需要的部分，剩余部分重新放回对应链表；当内存块被释放时，SLOB会将其重新加入空闲链表，并尝试合并相邻的空闲块，以此实现内存复用。
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