dlmalloc源码解析

目 录

1. 本文档介绍............................................................................................................................................1

2．边界标记法..........................................................................................................................................2

3. 分箱式内存管理....................................................................................................................................6

4. 核心结构体 MALLOC_STATE........................................................................................................12

5. 内存分配相关函数..............................................................................................................................15

函数 

函数 

7. 本文档声明..........................................................................................................................................41

内存分配器 dlmalloc 2.8.3 源码浅析

1. 本文档介绍

 是目前一个十分流行的内存分配器，其由 !"#



从 $ 年开始编写，到

目前为止，最新版本为 $



，由于其高效率等特点被广泛的使用和研究（很多 %&!' 系统

等用的就是  或其变形，比如 ()

 的实现只有一个源文件（还有一个头文件），大概 *** 行，其内注释占了大

-#./%&$）的初步解析文章，由于 #&+,** 水平有限，因此也不能完全保证对

 的所有理解都准备无误，但是所有内容均出自个人的理解而并非存心妄自揣测来

愚人耳目，所以如果读者发现其中有什么错误，请勿见怪，如果可以则请来信告之，并欢

迎来信讨论（#&+,**0 ）。

本文档描述的内容不会包含  全部代码，但会将这其中涉及到的一些技巧尽量

讲出，我相信对  源代码不感兴趣的朋友也可以学到这些独立的技巧而使用在自己

的编程实践中。另外，本文档对  的描述过程中忽略了很多细节（主要是环境和自

定义设置）的反复核认，一致约定在未做说明的情况下就以  位平台、$ 字节对齐、

12!&)!3$* 操作系统作为参考环境设置考虑。

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2．边界标记法

 采用所谓的边界标记法将内存划分成很多块，从而对内存的分配与回收进行

管理。在  的实现源码中定义了两种结构体   4!&+ 和  ).## 4!&+ 来描

述这些块，小于  字节的 4!&+ 块由结构体   4!&+ 来描述，大于  字节的 4!&+

块由结构体  ).## 4!&+ 来管理。

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可以有多个连续的被使用中 chunk 块，但是不会有多个连续的空闲 chunk 块，因为

连续的多个空闲 chunk 块可以合并成一个大的空闲 chunk 块。

按照边界标记法，结构体   4!&+ 通过字段 4# 和 (.#;8) 将内存分割成很多

块，从图  中①所示。字段 4# 记录与本块相关的信息，这包括本 4!&+ 块大小，本块是

否在使用中，前一 4!&+ 块是否在使用中。4# 一个字段就能存储这么多信息是因为

 在分割内存的时候总是以地址对齐（默认是 $ 字节，可以自由设置，但是 $ 字节是

最小值并且设置的值必须是  为底的幂函数值，即是 %"&#&)DE&，& 为整数且 &FD）

的方式来进行的，所以用 4# 来存储本 4!&+ 块大小字节数的话，其末 2%) 位总是 *，因

此这三位可以用来存储其它信息，比如：

以第 * 位作为标志位，标记前一 4!&+ 块是否在使用中，为  表示使用，为 * 表示空闲。

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(.#;8) 字段虽然在当前 4!&+ 块结构体内，记录的却是前一个邻接 4!&+ 块的信息

（有特例存在，马上会讲到），这样做的好处就是我们通过本块 4!&+ 结构体就可以直接

获取到前一 4!&+ 块的信息，从而方便做进一步的处理操作。相对的，当前 4!&+ 块的 8)

信息就存在于下一个邻接 4!&+ 块的结构体内。

字段 (.#;8) 记录的什么信息呢？有两种情况：）如果前一个邻接 4!&+ 块空闲，

那么当前 4!&+ 块结构体内的 (.#;8) 字段记录的是前一个邻接 4!&+ 块的大小。此时我

们可以利用如下代码：

结构体  /))# 在后面几节会讲到，总之记录结构体  /))# 变量信息用于做

额外的安全检测，因此同时也会额外降低  性能，所以只有当开启了这一功能时

（即定义了  宏）才有这种情况，默认是不开启的。

和字段 4# 一样， 也利用了 (.#;8) 字段的最末 2%) 位（第 * 位）来记录该

4!&+ 块是如何分配的，当该 4!&+ 块是直接通过函数 (>?从系统获取内存分配的时，

该 2%) 被置为 。虽然该 4!&+ 块前没有邻接实际的 4!&+ 块（因为它是通过函数 (>?独

立分配的），但是此 (.#;8) 字段记录的大小也不一定就是 *，因为 4!&+ 块需要对齐，

因此此 4!&+ 块的首地址不一定和 (>?返回的内存段首地址完全一致，未对齐的那部分

空间就伪装成一个 4!&+ 块，即该 4!&+ 块的 (.#;8) 字段记录这段未对齐部分内存的大

小，这样再实际调用函数 !&(>?释放该 4!&+ 块时能获取到正确的映射地址。关于这段

指针 8、2+ 只有当该 4!&+ 块空闲时才存在，其作用是用于将对应的空闲 4!&+ 块加

入到空闲 4!&+ 块链表中统一管理，而如果该 4!&+ 块被分配给应用程序使用，那么这两

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