malloc() 分配的内存区域是什么？

Question

我正在使用库编写一个多线程 C 程序pthread。程序malloc()从线程和主线程调用。当我检查返回的内存地址时malloc()，主线程中返回的地址malloc()是通常的地址（如0x80874a0），这是程序的堆部分的地址。但是malloc()另一个线程（由 创建）返回的地址pthread_create()有点不寻常，地址位于地址空间的高位（0x7ffa87000a60 看起来有点像堆栈部分中的地址）。分析该线程的某个堆栈变量的地址后，看起来返回的地址位于malloc()该线程的堆栈附近。

我很困惑，因为据我所知堆程序的一部分由该程序中的所有线程共享，因此任何调用都malloc()应该返回靠近在一起的地址。它应该返回从一个地址开始的地址。但可以肯定的是事实并非如此。

Answer 1

根据它的定义，您从 malloc 获得的是“堆”。所以，所有这些都是堆。

GNU libc 的malloc文档将自己描述为man malloc在“arena”中执行此操作 ( )：

为了可扩展地处理多线程应用程序中的内存分配，如果检测到互斥锁争用，glibc 会创建额外的内存分配区域。每个 arena 都是一个大的内存区域，由系统内部分配（使用brk(2)或mmap(2)），并使用自己的互斥体进行管理。

我很困惑，因为据我所知，程序的堆部分由该程序中的所有线程共享，

“堆”通常不是我最喜欢的术语。它合并了不同的概念：

• (堆是一种数据结构。内核中的内存管理数据结构和/或由malloc堆创建的内存管理数据结构是否是堆都不是给定的（通常不是。）因此，这已经是一个混乱的根源。）
• 堆在具有内存保护和虚拟地址的操作系统中，指的是进程空间的某个区域，从中malloc取出一块，并在内部将其标记为正在使用（无论是在单独的表中，堆中，...，还是在进程开始之前的标头中）本身）。因此，这是一个含糊不清的术语。您可以brk根据需要扩展进程虚拟内存，而无需实际占用物理内存。因此，您可以为自己获得额外的 10 GB 空间，然后使用两个不同的起始地址（间隔 5 GB）来分配两个不同的内存区域。这是一个堆，两个区域吗？两个区域，每个区域都有自己的堆？文学界对此并不认同。如果只是用 扩展虚拟内存空间的末尾brk，我决定mmap在两个地方的某个地方取消支持内存，该怎么办？那么这是两堆吗？

所以，它实际上可以归结为“堆”的含义你的书，以及您的具体malloc实现如何实际保留内存。

Answer 2

对于“大”分配（与页面大小相比较大），GNU C 库的实现malloc 用途mmap。这可能就是您在这里看到的 - 第一个分配是使用 的mallocarenas 处理的，第二个分配是使用mmap（使用更高的地址）处理的。

看内核中进程内存测量更新的速度/频率如何？来说明这种行为。