動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配器是操作系統(tǒng)最基本的組成部分,在進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程中為進(jìn)程提供動(dòng)態(tài)的內(nèi)存區(qū)域。進(jìn)程能夠根據(jù)需要向動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配器申請(qǐng)新的內(nèi)存區(qū)域或者是釋放已經(jīng)分配了的內(nèi)存區(qū)域。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配器也在高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中占有重要作用,其設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接關(guān)系到進(jìn)程的速度和內(nèi)存空間使用效率。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于類UNIX操作系統(tǒng)的用戶態(tài)下具有可控性的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配器———ztmalloc。Ztmalloc根據(jù)用戶進(jìn)程所申請(qǐng)的內(nèi)存空間大小使用三種不同的分配模式實(shí)現(xiàn),即小型、中型和大型模式。 小型模式下,ztmalloc對(duì)內(nèi)存塊進(jìn)行兩次劃分,第一次劃分成為大小相等的內(nèi)存行,第二次將行劃分成大小相等的內(nèi)存區(qū)域,然后選擇空閑區(qū)域分配給用戶進(jìn)程。 中型模式下,ztmalloc使用伙伴內(nèi)存系統(tǒng),對(duì)內(nèi)存塊進(jìn)行劃分,然后選擇合適的區(qū)域進(jìn)行分配。 大型模式下,ztmalloc取所需內(nèi)存空間大小向上向內(nèi)存塊大小的整數(shù)倍取整的結(jié)果作為用戶進(jìn)程所需的內(nèi)存區(qū)域。 為了提高性能,ztmalloc還使用了包括多線程優(yōu)化、快速緩沖存儲(chǔ)器優(yōu)化、虛擬內(nèi)存系統(tǒng)優(yōu)化在內(nèi)的諸多優(yōu)化方式。 本文對(duì)于ztmalloc的性能進(jìn)行了分析和測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,zt...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源和意義
    1.2 現(xiàn)有分配器實(shí)現(xiàn)
    1.3 課題研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的原理與技術(shù)
    2.1 進(jìn)程的虛擬地址空間
        2.1.1 UNIX類操作系統(tǒng)的虛擬地址空間
        2.1.2 Windows操作系統(tǒng)的虛擬地址空間
        2.1.3 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的原理
    2.2 高級(jí)語(yǔ)言中的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配
    2.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)
    2.4 面臨的問(wèn)題
        2.4.1 內(nèi)存碎片
        2.4.2 數(shù)據(jù)對(duì)齊和內(nèi)存訪問(wèn)顆粒度
        2.4.3 多線程
        2.4.4 內(nèi)存區(qū)域之間的依存與局部性
    2.5 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的影響
        2.5.1 存儲(chǔ)空間的訪問(wèn)方式增強(qiáng)了局部性
        2.5.2 內(nèi)存訪問(wèn)的一致性
        2.5.3 CPU與內(nèi)存之間的速度差距
        2.5.4 內(nèi)存發(fā)展趨勢(shì)
    2.6 操作系統(tǒng)的影響
    2.7 本章小結(jié)
第三章 內(nèi)存分配器的設(shè)計(jì)
    3.1 接口
    3.2 內(nèi)存的分配模式
    3.3 內(nèi)存分配
        3.3.1 小型模式及其分配
        3.3.2 中型模式及其分配
        3.3.3 大型模式及其分配
    3.4 內(nèi)存釋放
        3.4.1 小型模式下的內(nèi)存釋放
        3.4.2 中型模式下的內(nèi)存釋放
        3.4.3 大型模式下的內(nèi)存釋放
    3.5 內(nèi)存區(qū)域大小的改變
    3.6 本章小結(jié)
第四章 實(shí)際應(yīng)用和性能測(cè)試
    4.1 C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言環(huán)境中的使用
    4.2 優(yōu)化
        4.2.1 多線程的優(yōu)化
        4.2.2 空間分配時(shí)的內(nèi)存地址對(duì)齊
        4.2.3 快速緩沖存儲(chǔ)器的優(yōu)化
        4.2.4 虛擬內(nèi)存系統(tǒng)的優(yōu)化
        4.2.5 安全性
    4.3 內(nèi)存空間生存周期控制
    4.4 內(nèi)存占用率分析
    4.5 性能測(cè)試
        4.5.1 速度測(cè)試
        4.5.2 不同線程數(shù)目下的速度測(cè)試
        4.5.3 內(nèi)存利用率測(cè)試
    4.6 內(nèi)存布局圖
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間主要的研究成果



本文編號(hào)：3786993