SLAB 分配器详解

SLAB 分配器详解Linux 内核长期采用 SLAB 分配器来管理内核对象的缓冲区。然而，随着系统规模的增加，SLAB 显现出不足。SLUB 分配器在 Linux 内核 2.6.22 版本中引入，旨在解决 SLAB 的问题，提供更优的性能和内存使用效率。内核对象管理的核心问题是高效分配与回收内存空间，减少碎片。SLAB 分配器基于 Solaris 2.4 的分配算法，高效管理特定大小对象的缓存，满足内核特殊需求。SLAB 分配器为每种对象建立缓冲区，使用伙伴系统管理物理内存页框，从而快速、高效地进行内存分配。每个 slab 是一组连续的物理内存页框，被划分为固定数量的对象。对象状态分为已分配与空闲，以优化内存管理。SLAB 分配器通过构造函数与析构函数处理对象生命周期，类似于面向对象编程中的概念，但现代版本已取消析构函数。每个 slab 由 slab 结构描述其状态，包含空闲对象数组。SLUB

一文带你玩转Linux内存管理中的slab分配器！（含视频解析）

深入探索Linux内存管理的艺术，让我们一起揭秘slab分配器的神秘面纱！slab分配器是Linux内核中不可或缺的一部分，它以高效和智能的特性优化内存管理。首先，理解其基本原理至关重要，slab分配器通过预分配小块内存（slabs）来减少内存碎片，提高内存使用效率。这种设计允许快速且精确地分配和释放内存块，对系统性能有着显著提升。slab分配器的结构设计巧妙，它将内存分为多个大小不同的slabs，根据不同的数据结构需求动态分配，既避免了频繁的内存碎片，又减少了内存管理的开销。要深入学习，可以加入我们的技术交流群【891587639】，群里不仅有丰富的学习资源，包括书籍、视频资料，还有价值699的内核资料包，前100名进群者可免费获取。接下来，让我们聚焦于内存管理的实践。内存可分为普通高速缓存和专用高速缓存，它们各有特点。高速缓存的申请和释放过程对于理解slab分配器的运作至关重要。同样，slab的申请和释放也有其独特之处，它如何在满足性能需求的同时，保证内存的高效利用，这些都是深入学习slab的关键内容

Linux内存：块分配器slab、slob和slub

Linux内核的内存管理机制经过了长时间的发展与优化，其中Slab、Slob和Slub是三种关键的块分配器，它们各自针对不同场景进行了优化。Slab是最早的内存分配器，基于Sun OS的内存管理思想，用于缓存频繁使用的内核对象，以减少对象初始化时间。Slob则针对嵌入式系统设计，适用于内存有限的环境，特别是32MB以下的系统，它在大型并行系统（SMP）上的表现不如Slab。Slub是对Slab的重构，旨在减少内存开销和提高适应大型多节点系统（NUMA）的能力，同时保持与Slab接口的兼容性。Slub被认为是Slab和Slob的替代者，预计在未来的Linux内核版本中会取代它们。Slab分配器通过维护特定大小对象的缓存，实现快速和空间高效的内存分配。它在内核中扮演核心角色，但是随着系统规模的增大，队列和元数据的开销问题逐渐凸显。为了解决这些问题，SLUB分配器应运而生。SLUB简化了Slab的结构，取消了大量队列和相关开销，通过在系统内存映像中存储信息来定位第一个空闲对象，减少内存占用，并提供更好的系统可伸缩性

Linux内核：内存管理——Slab分配器

深入解析Linux内核：内存管理的艺术——SLAB分配器在Linux内核的世界里，内存管理是一项至关重要的任务。其中，SLAB分配器扮演着关键角色，它解决了页框分配器的大页框浪费问题，通过专用SLAB（如TCP）和普通SLAB（如kmalloc-8, kmalloc-16等）实现了高效而灵活的内存管理。通过执行`cat /proc/slabinfo`，我们可以窥探SLAB的运行状态。SLAB的核心理念在于对象大小的固定性，这有助于减少内存碎片，提高内存使用效率。kmem_cache（SLAB缓存）是其最高层级的数据结构，它负责描述和管理SLAB及其对象。内核模块通过kmem_cache_create定制化的SLAB，确保内存管理的灵活性。kmem_cache结构内部，对象大小(object_size)与SLAB的全局配置如gfporder和num保持同步。每个NUMA节点的SLAB管理由struct

一文看懂slab分配器实现

SLAB分配器是为了解决内存管理问题，特别是在避免外部碎片方面。在内存分配中，外部碎片是未被使用的、小块的、无法满足新请求的内存空闲区域。Linux通过伙伴系统算法试图减少这种碎片，但对小内存请求仍不理想，因此引入了SLAB分配器。SLAB基于伙伴系统，但它对内存空间进行更精细化的管理。它针对特定类型的对象创建专用内存区域，比如应用程序频繁创建和回收的某种数据结构。这样，即使内存碎片，也能高效地存储和回收这些特定对象。SLAB通过缓存机制，每个CPU都有自己的数据结构，优先从这些缓存中获取空闲对象，减少内存分配和释放的开销。SLAB的核心是其数据结构，包括kmem_cache，用于表示对象的高速缓存，以及array_cache和kmem_cache_node，分别对应每个CPU和NUMA节点的缓存管理。内存分配流程涉及从slab中获取或释放对象，包括寻找空闲对象、分区页框分配和高速缓存的创建与销毁等步骤