随着用户程序的执行和结束，系统不断的为其进行分配与回收物理页面，这必然会产生大量的碎片，这些碎片被分成了两类：内部碎片与外部碎片。如下图：

那么接下去我们要为程序分配一个3个连续的物理页面显然不可行了，虽然我们实际的物理内存中存在着3个物理页面这么大的空间，这些不连续的物理页面就成为了外部碎片。在linux系统中采用了伙伴算法来解决这个外部碎片的问题。在内核中有一个free_area这个结构体(include/linux/mmzone.h)，它表示了内存中的空闲物理页面。结构体代码如下：

点击(此处)折叠或打开

struct free_area{

struct list_head free_list[MIGRATE_TYPES];

unsigned long nr_free;

};对于伙伴算法中的伙伴是有条件的，即：

1)、两个快的大小相同；

2)、两个块的物理地址连续。

下面我们结合上面这张图来说明该算法的工作原理。

假设要求分配的块的大小为128个页面。该算法先在块大小为128个页面的链表中查找，看是否有这样一个空闲块。如果有，就直接分配；如果没有，该算法会查找下一个更大的块，具体地说，就是在块大小为256个页面的链表中查找一个空闲块。如果存在这个空闲块，内核就把256个页面分为两等份，一份分配出去，另外一份插入到块大小为128的链表中。如果在块大小为256的链表中也没有找到空闲页块，就继续找更大的块，即512个页面的块。如果存在内核就从512分出128个页面满足请求，然后从384个页面中取出256个页面插入到大小256的链表中。然后把剩余的128个页面插入到大小为128个页面的链表中。如果512也没找到，那就继续向上找，一直找不到则算法放弃分配，并发出出错信号。

以上过程的逆过程就是块的释放过程。算法把满足伙伴条件的两个块合并为一个块，该算法是个迭代算法，如果合并后的块还可以跟相邻的块进行合并，那么该算法就继续合并。

slab机制：

伙伴算法也有不足，它不能解决内部碎片的问题，为了解决这个问题，内核又引入了slab机制，它主要是为了减少伙伴算法的调用次数。slab分配器为每个对象都建立了一个高速缓存，内核对这个对象的分配和释放都是在这个缓存中实现的。

比如task_struct这个结构，在每次创建进程都会为这个结构体分配空间，在进程销毁后又回收这部分空间，那么内核就为其建立一个专用的缓冲区，而task_struct就是如上图所示的对象。每个高速缓冲区在内核中都是由kmem_cache这个结构表示的，每个slab都处于三种状态之一：满、部分满、空。

下面是一个slab分配实例，就用刚才提高到了的task_struct这个结构举例：代码在kernel/fork.c中。

首先，内核用一个全局变量存放指向task_struct高速缓冲区的指针：

struct kmem_cache *task_struct_cachep;

task_struct_cachep = kmen_cache("task_struct",sizeof(struct task_struct),

ARCH_MIN_TASKALIGN,

SLAB_PANIC|SLAB_NOTRACK,NULL);

这样就创建了一个名为task_struct的高速缓存，存放的数据类型为struct task_struct的对象。

在创建进程时，将会调用以下内容(dup_task_struct()中完成)：

struct task_struct *tsk;

tsk = kmen_cache_alloc(task_struct_cachep,GFP_KERNEL);

if(!tsk)

return NULL;

这些函数分配的都是专用缓冲区。但是当一个数据结构使用的不频繁，或者其大小不足一个页面时就没有必要给其分配专用缓冲区，而是通过kmalloc()或者数据结构大小接近一个页面时使用__get_free_pages()分配。这些分配的就是在通用缓冲区的分配。

对于内存和运营内存的区别，很多人傻傻分不清楚。甚至将这其中的差别向混淆。比如说前些年，由于手机后台运行的软件、应用太多，导致2G内存只剩下几百MB，手机出现卡顿甚至黑屏，很多人不理解问：这手机不是8G吗？怎么就变成了2G？其实这就是分不清运行内存和内存的明显区别。所谓8G，指的是内存，而2G，指的是运行内存。

那么，运行内存和内存有什么区别？并且，手机运行内存是不是越大越好？这一切，可就说来话长了。

一、运行内存和内存的区别

内存，指的是存储数据的容量。举个简单的例子，比如说你的手机有64G内存，那么理论上，你的手机最起码可以存储60G+的数据。

而运行内存，指的是手机在运行的时候，可以用来处理任务的内存，比如说你的手机的运行内存是4G，那么，你手机处理的任务所占的内存，只能在4G范围之内。

如果用来做比喻的话，可以这样理解：内存好比一个人的记忆极限，即：大脑可以记住多少东西、储备多少知识，而运行内存则可以理解成大脑的运算速度以及资料调用效率。

举个简单的例子，很多人平日里读了不少书，但是，在写作文的时候，语言组织能力却很吃力，到了很多书，可以理解成内存大，但是，发挥不出来，无法有效把大脑的内容组织联系起来，就好比运行内存差，换句话说，叫脑子不够用。

现实中很多人就是这样，有的人擅长分析之类的，这就可以理解成运行内存大，而有的人记忆力好，但是分析之类的却很差， 这就可以理解成运行内存小，但是内存很大。

因此，手机的配置，应该让运行内存和内存处于协调的状态。再打个比方：运行内存可以理解成电脑的CPU，而内存可以理解成电脑的硬盘大小。

如果系统盘太小，那么，电脑在运行工作的时候，卡顿的情况肯定会不断发生。而如果CPU性能太低，那么，即便是硬盘再大，也改变不了卡顿的现状。因此最好的模式就是CPU和硬盘大小互相协调。

二、运行内存大的不一定比小的强

在当下，市场上大部分的智能机的运行内存，或者是4G的，或者是6G的。很多人会将问题简单化，认为6G的运行内存肯定碾压4G的。但是，这种想法是错误的。

因为衡量一个手机的好坏，不能光看一点，这就和男女之间谈恋爱一样，得全方位了解、评估，而不能只关注其中一点的因素。6G运行内存确实比4G运行内存好太多，但是，如果6G的运行内存配置的是64G内存，而4G运行内存的手机配置的内存比64G内存高很多的话，那么，很显然，4G内存的这款手机要占据很大优势。

因为首先，手机的后台应用如果得到合理的控制，4G运行内存是完全够用的，甚至可以说，运行内存相对来说属于弹性需求。毕竟只要不是铁杆的游戏玩家，那么，4G运行内存其实和6G运行内存并没有本质上的区别。而内存则是刚性需求。毕竟随着app越来越大、越来越占据内存这点来看，内存大的手机，可以延缓一下被淘汰的周期，而内存小的手机，则很可能最先遭到淘汰。

此外，在性价比方面，大多数理性的消费者也会选择4G运行内存的手机。因为4G运行内存的手机要比6G运行内存的手机便宜很多。因此，在没有特殊情况发生的前提下，大多数消费者会选择购买4G运行内存的手机。

举报/反馈