基于Java实现内存动态分区分配(操作系统(OS)作业)【100012824】

# 内存管理----动态分区分配 ###### 操作系统第二次作业 ### Author: 1753127 何立仁 ## 项目介绍 ### 1. 背景 - 内存管理----动态分区分配方式的模拟 - 初始内存空间为 `640K`，分别利用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收 ### 2. 开发和运行 - 使用 `java` 进行开发 - 运行 `java -jar App.jar` 即可 ## 具体实现 ### 1. 内存块 ```java class Zone { public int size; public int head; public int jobId; public boolean isFree; public Zone(int head, int size, int jobId) { this.head = head; this.size = size; this.jobId = jobId; this.isFree = true; } } ``` 内存块类包含变量： - `size` ：内存块大小 - `head` ：内存块起始地址 - `jobId` ：使用该内存块的作业id - `isFree` ：内存块当前是否被使用 ### 2. 内存 ```java public class Memory { public static final int FirstFit = 0; public static final int BestFit = 1; // 内存大小为640K public static final int totalMemory = 640; public MemoryView view = new MemoryView(this); private int size; private LinkedList<Zone> zones; private int fitWay; public Memory() { this.size = totalMemory; this.zones = new LinkedList<>(); zones.add(new Zone(0, size, 0)); this.fitWay = FirstFit; view.paintCanvas(); } ... } ``` 内存类包含变量： - `size` ：内存大小 - `zones` ：内存块链表 - `fitWay` ：选择的适应算法 ### 3. 首次适应算法 ```java private boolean fristFit(int size, int jobId) { int location = 0; // 遍历分区链表 for (Zone zone : this.zones) { // 分配成功 if (zone.isFree && (zone.size >= size)) { doAllocation(size, zone, jobId, location); return true; } ++location; } // 分配失败 return false; } ``` 首次适应算法如下： - 遍历分区链表，找到第一个大小大于等于所需大小的空闲分区 - 调用分配内存函数将该分区部分分配给该作业 ### 4. 最佳适应算法 ```java private boolean bestFit(int size, int jobId) { int flag = -1; int min = this.size + 1; Zone bestZone = null; int location = 0; // 遍历分区链表 for (Zone zone : this.zones) { if (zone.isFree && (zone.size >= size)) { if (min > zone.size) { min = zone.size; bestZone = zone; flag = location; } } ++location; } // 是否成功分配 if (flag != -1) { doAllocation(size, bestZone, jobId, flag); return true; } else { return false; } } ``` 最佳适应算法采用遍历分区链表，找到所有符合条件的空闲分区中最小的分区进行分配 ### 5. 分配分区 ```java private void doAllocation(int size, Zone zone, int jobId, int location) { // 如果当前分区较大 if (zone.size > size) { Zone split = new Zone(zone.head + size, zone.size - size, 0); this.zones.add(location + 1, split); } zone.size = size; zone.isFree = false; zone.jobId = jobId; // 界面画图 view.paintCanvas(); } ``` 将对应分区部分分配给相应作业，即当分配分区较打时将 **分区分割** ### 6. 回收内存 ```java public void collection(int jobId) { int location = 0; //遍历分区链表 for (int i = 0; i < zones.size(); ++i) { Zone zone = zones.get(i); if (zone.jobId == jobId) { //如果回收分区不是尾分区且后一个分区为空闲, 则与后一个分区合并 if (location < zones.size() - 1 && zones.get(location + 1).isFree){ Zone next = zones.get(location + 1); zone.size += next.size; zones.remove(next); } //如果回收分区不是首分区且前一个分区为空闲, 则与前一个分区合并 if (location > 0 && zones.get(location - 1).isFree) { Zone previous = zones.get(location - 1); previous.size += zone.size; zones.remove(zone); zone = previous; } zone.isFree = true; zone.jobId = 0; view.paintCanvas(); } ++location; } } ``` 遍历分区链表找到作业占用的内存将其释放，并与其前后的 **空闲分区合并** ## 运行演示 ### 1. 单步运行  ### 2. 执行全部