linux內(nèi)存相關(guān)知識(shí)科普

? ?

重點(diǎn)內(nèi)容

?

?

☆ linux 內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)和頁(yè)面布局，內(nèi)存碎片產(chǎn)生原因和優(yōu)化算法。

☆linux 內(nèi)核幾種內(nèi)存管理的方法，內(nèi)存使用場(chǎng)景以及內(nèi)存使用的那些坑。

☆從內(nèi)存的原理和結(jié)構(gòu)，到內(nèi)存的算法優(yōu)化，再到使用場(chǎng)景，去探尋內(nèi)存管理的機(jī)制和奧秘。

?

?

走進(jìn) linux 內(nèi)存

?

?

1、內(nèi)存是什么?

1)內(nèi)存又稱(chēng)主存，是 CPU 能直接尋址的存儲(chǔ)空間，由半導(dǎo)體器件制成。

2)內(nèi)存的特點(diǎn)是存取速率快。

?

?

2、內(nèi)存的作用

1)暫時(shí)存放 cpu 的運(yùn)算數(shù)據(jù)

2)硬盤(pán)等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)

3)保障cpu計(jì)算的穩(wěn)定性和高性能

?

?

linux 內(nèi)存地址空間

?

?

1、linux 內(nèi)存地址空間 Linux 內(nèi)存管理全貌

?

?

2、內(nèi)存地址—用戶態(tài)&內(nèi)核態(tài)

用戶態(tài)：Ring3 運(yùn)行于用戶態(tài)的代碼則要受到處理器的諸多。

內(nèi)核態(tài)：Ring0 在處理器的存儲(chǔ)保護(hù)中，核心態(tài)。

用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)的 3 種方式：系統(tǒng)調(diào)用、異常、外設(shè)中斷。

區(qū)別：每個(gè)進(jìn)程都有完全屬于自己的，獨(dú)立的，不被干擾的內(nèi)存空間;用戶態(tài)的程序就不能隨意操作內(nèi)核地址空間，具有一定的安全保護(hù)作用;內(nèi)核態(tài)線程共享內(nèi)核地址空間。

?

?

3、內(nèi)存地址—MMU 地址轉(zhuǎn)換

MMU 是一種硬件電路，它包含兩個(gè)部件，一個(gè)是分段部件，一個(gè)是分頁(yè)部件。

分段機(jī)制把一個(gè)邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址

分頁(yè)機(jī)制把一個(gè)線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址

?

?

4、內(nèi)存地址——分段機(jī)制

1) 段選擇符

為了方便快速檢索段選擇符，處理器提供了 6 個(gè)分段寄存器來(lái)緩存段選擇符，它們是：cs,ss,ds,es,fs 和 gs。

段的基地址(Base Address)：在線性地址空間中段的起始地址。

段的界限(Limit)：在虛擬地址空間中，段內(nèi)可以使用的最大偏移量。

?

2) 分段實(shí)現(xiàn)

邏輯地址的段寄存器中的值提供段描述符，然后從段描述符中得到段基址和段界限，然后加上邏輯地址的偏移量，就得到了線性地址。

?

?

5、內(nèi)存地址—分頁(yè)機(jī)制(32 位)

分頁(yè)機(jī)制是在分段機(jī)制之后進(jìn)行的，它進(jìn)一步將線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址

10 位頁(yè)目錄，10 位頁(yè)表項(xiàng)， 12 位頁(yè)偏移地址

單頁(yè)的大小為 4KB

?

?

6、用戶態(tài)地址空間

?

?

TEXT：代碼段可執(zhí)行代碼、字符串字面值、只讀變量

DATA：數(shù)據(jù)段，映射程序中已經(jīng)初始化的全局變量

BSS 段：存放程序中未初始化的全局變量

HEAP：運(yùn)行時(shí)的堆，在程序運(yùn)行中使用 malloc 申請(qǐng)的內(nèi)存區(qū)域

MMAP：共享庫(kù)及匿名文件的映射區(qū)域

STACK：用戶進(jìn)程棧

?

7、內(nèi)核態(tài)地址空間

?

?

直接映射區(qū)：線性空間中從 3G 開(kāi)始最大 896M 的區(qū)間，為直接內(nèi)存映射區(qū)。

動(dòng)態(tài)內(nèi)存映射區(qū)：該區(qū)域由內(nèi)核函數(shù) vmalloc 來(lái)分配。

永久內(nèi)存映射區(qū)：該區(qū)域可訪問(wèn)高端內(nèi)存。

固定映射區(qū)：該區(qū)域和 4G 的頂端只有 4k 的隔離帶，其每個(gè)地址項(xiàng)都服務(wù)于特定的用途，如：ACPI_BASE 等。

?

8、進(jìn)程內(nèi)存空間

用戶進(jìn)程通常情況只能訪問(wèn)用戶空間的虛擬地址，不能訪問(wèn)內(nèi)核空間虛擬地址。

內(nèi)核空間是由內(nèi)核負(fù)責(zé)映射，不會(huì)跟著進(jìn)程變化;內(nèi)核空間地址有自己對(duì)應(yīng)的頁(yè)表，用戶進(jìn)程各自有不同額頁(yè)表。

?

?

?

Linux 內(nèi)存分配算法

?

內(nèi)存管理算法—對(duì)討厭自己管理內(nèi)存的人來(lái)說(shuō)是天賜的禮物。

1、內(nèi)存碎片

1) 基本原理

產(chǎn)生原因：內(nèi)存分配較小，并且分配的這些小的內(nèi)存生存周期又較長(zhǎng)，反復(fù)申請(qǐng)后將產(chǎn)生內(nèi)存碎片的出現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：提高分配速度，便于內(nèi)存管理，防止內(nèi)存泄露。

缺點(diǎn)：大量的內(nèi)存碎片會(huì)使系統(tǒng)緩慢，內(nèi)存使用率低，浪費(fèi)大。

?

2) 如何避免內(nèi)存碎片

少用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的函數(shù)(盡量使用?？臻g)

分配內(nèi)存和釋放的內(nèi)存盡量在同一個(gè)函數(shù)中

盡量一次性申請(qǐng)較大的內(nèi)存，而不要反復(fù)申請(qǐng)小內(nèi)存

盡可能申請(qǐng)大塊的 2 的指數(shù)冪大小的內(nèi)存空間

外部碎片避免——伙伴系統(tǒng)算法

內(nèi)部碎片避免——slab 算法

自己進(jìn)行內(nèi)存管理工作，設(shè)計(jì)內(nèi)存池

?

2、伙伴系統(tǒng)算法—組織結(jié)構(gòu)

1) 概念

為內(nèi)核提供了一種用于分配一組連續(xù)的頁(yè)而建立的一種高效的分配策略，并有效的解決了外碎片問(wèn)題。

分配的內(nèi)存區(qū)是以頁(yè)框?yàn)榛締挝坏?/span>

?

2) 外部碎片

外部碎片指的是還沒(méi)有被分配出去(不屬于任何進(jìn)程)，但由于太小了無(wú)法分配給申請(qǐng)內(nèi)存空間的新進(jìn)程的內(nèi)存空閑區(qū)域3) 組織結(jié)構(gòu)。

把所有的空閑頁(yè)分組為 11 個(gè)塊鏈表，每個(gè)塊鏈表分別包含大小為 1，2，4，8，16，32，64，128，256，512 和 1024 個(gè)連續(xù)頁(yè)框的頁(yè)塊。最大可以申請(qǐng) 1024 個(gè)連續(xù)頁(yè)，對(duì)應(yīng) 4MB 大小的連續(xù)內(nèi)存。

?

?

3、伙伴系統(tǒng)算法—申請(qǐng)和回收

1) 申請(qǐng)算法

申請(qǐng) 2^i 個(gè)頁(yè)塊存儲(chǔ)空間，如果 2^i 對(duì)應(yīng)的塊鏈表有空閑頁(yè)塊，則分配給應(yīng)用。

如果沒(méi)有空閑頁(yè)塊，則查找 2^(i 1) 對(duì)應(yīng)的塊鏈表是否有空閑頁(yè)塊，如果有，則分配 2^i 塊鏈表節(jié)點(diǎn)給應(yīng)用，另外 2^i 塊鏈表節(jié)點(diǎn)插入到 2^i 對(duì)應(yīng)的塊鏈表中。

如果 2^(i 1) 塊鏈表中沒(méi)有空閑頁(yè)塊，則重復(fù)步驟 2，直到找到有空閑頁(yè)塊的塊鏈表。

如果仍然沒(méi)有，則返回內(nèi)存分配失敗

?

2) 回收算法

釋放 2^i 個(gè)頁(yè)塊存儲(chǔ)空間，查找 2^i 個(gè)頁(yè)塊對(duì)應(yīng)的塊鏈表，是否有與其物理地址是連續(xù)的頁(yè)塊，如果沒(méi)有，則無(wú)需合并。

?

?

如果有，則合并成 2^(i 1)的頁(yè)塊，以此類(lèi)推，繼續(xù)查找下一級(jí)塊鏈接，直到不能合并為止

?

?

3) 條件

兩個(gè)塊具有相同的大小

它們的物理地址是連續(xù)的

頁(yè)塊大小相同

?

4、如何分配 4M 以上內(nèi)存?

1) 為何限制大塊內(nèi)存分配

分配的內(nèi)存越大, 失敗的可能性越大

大塊內(nèi)存使用場(chǎng)景少

?

2) 內(nèi)核中獲取 4M 以上大內(nèi)存的方法

修改 MAX_ORDER, 重新編譯內(nèi)核

內(nèi)核啟動(dòng)選型傳遞"mem="參數(shù), 如"mem=80M，預(yù)留部分內(nèi)存;然后通過(guò)

request_mem_region 和 ioremap_nocache 將預(yù)留的內(nèi)存映射到模塊中。需要修改內(nèi)核啟動(dòng)參數(shù), 無(wú)需重新編譯內(nèi)核. 但這種方法不支持 x86 架構(gòu), 只支持 ARM, PowerPC 等非x86架構(gòu)。

在start_kernel中mem_init 函數(shù)之前調(diào)用 alloc_boot_mem 函數(shù)預(yù)分配大塊內(nèi)存, 需要重新編譯內(nèi)核。

vmalloc 函數(shù)，內(nèi)核代碼使用它來(lái)分配在虛擬內(nèi)存中連續(xù)但在物理內(nèi)存中不一定連續(xù)的內(nèi)存。

?

5、伙伴系統(tǒng)—反碎片機(jī)制

1) 不可移動(dòng)頁(yè)

這些頁(yè)在內(nèi)存中有固定的位置，不能夠移動(dòng)，也不可回收。

內(nèi)核代碼段，數(shù)據(jù)段，內(nèi)核 kmalloc() 出來(lái)的內(nèi)存，內(nèi)核線程占用的內(nèi)存等。

?

2) 可回收頁(yè)

這些頁(yè)不能移動(dòng)，但可以刪除。內(nèi)核在回收頁(yè)占據(jù)了太多的內(nèi)存時(shí)或者內(nèi)存短缺時(shí)進(jìn)行頁(yè)面回收。

?

3) 可移動(dòng)頁(yè)

這些頁(yè)可以任意移動(dòng)，用戶空間應(yīng)用程序使用的頁(yè)都屬于該類(lèi)別。它們是通過(guò)頁(yè)表映射的。

當(dāng)它們移動(dòng)到新的位置，頁(yè)表項(xiàng)也會(huì)相應(yīng)的更新

?

6、slab 算法—基本原理

1) 基本概念

Linux 所使用的slab分配器的基礎(chǔ)是Jeff Bonwick 為 SunOS 操作系統(tǒng)首次引入的一種算法。

它的基本思想是將內(nèi)核中經(jīng)常使用的對(duì)象放到高速緩存中，并且由系統(tǒng)保持為初始的可利用狀態(tài)。比如進(jìn)程描述符，內(nèi)核中會(huì)頻繁對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行申請(qǐng)和釋放。

?

2) 內(nèi)部碎片

已經(jīng)被分配出去的的內(nèi)存空間大于請(qǐng)求所需的內(nèi)存空間。

?

3) 基本目標(biāo)

減少伙伴算法在分配小塊連續(xù)內(nèi)存時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)部碎片。

將頻繁使用的對(duì)象緩存起來(lái)，減少分配、初始化和釋放對(duì)象的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。

通過(guò)著色技術(shù)調(diào)整對(duì)象以更好的使用硬件高速緩存。

?

7、slab 分配器的結(jié)構(gòu)

由于對(duì)象是從 slab 中分配和釋放的，因此單個(gè) slab 可以在 slab 列表之間進(jìn)行移動(dòng)。

slabs_empty 列表中的 slab 是進(jìn)行回收(reaping)的主要備選對(duì)象。

slab 還支持通用對(duì)象的初始化，從而避免了為同一目而對(duì)一個(gè)對(duì)象重復(fù)進(jìn)行初始化。

?

?

8、slab 高速緩存

1) 普通高速緩存

slab 分配器所提供的小塊連續(xù)內(nèi)存的分配是通過(guò)通用高速緩存實(shí)現(xiàn)的。

通用高速緩存所提供的對(duì)象具有幾何分布的大小，范圍為 32 到 131072 字節(jié)。

內(nèi)核中提供了 kmalloc() 和 kfree() 兩個(gè)接口分別進(jìn)行內(nèi)存的申請(qǐng)和釋放。

?

2) 專(zhuān)用高速緩存

內(nèi)核為專(zhuān)用高速緩存的申請(qǐng)和釋放提供了一套完整的接口，根據(jù)所傳入的參數(shù)為具體的對(duì)象分配 slab 緩存。

kmem_cache_create() 用于對(duì)一個(gè)指定的對(duì)象創(chuàng)建高速緩存。它從 cache_cache 普通高速緩存中為新的專(zhuān)有緩存分配一個(gè)高速緩存描述符，并把這個(gè)描述符插入到高速緩存描述符形成的 cache_chain 鏈表中。

kmem_cache_alloc() 在其參數(shù)所指定的高速緩存中分配一個(gè) slab。相反， kmem_cache_free() 在其參數(shù)所指定的高速緩存中釋放一個(gè) slab。

?

9、內(nèi)核態(tài)內(nèi)存池

1) 基本原理

先申請(qǐng)分配一定數(shù)量的、大小相等(一般情況下) 的內(nèi)存塊留作備用。

當(dāng)有新的內(nèi)存需求時(shí)，就從內(nèi)存池中分出一部分內(nèi)存塊，若內(nèi)存塊不夠再繼續(xù)申請(qǐng)新的內(nèi)存。

這樣做的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是盡量避免了內(nèi)存碎片，使得內(nèi)存分配效率得到提升。

?

2) 內(nèi)核 API

mempool_create 創(chuàng)建內(nèi)存池對(duì)象

mempool_alloc 分配函數(shù)獲得該對(duì)象

mempool_free 釋放一個(gè)對(duì)象

mempool_destroy 銷(xiāo)毀內(nèi)存池

?

?

10、用戶態(tài)內(nèi)存池

1) C++ 實(shí)例

?

11、DMA 內(nèi)存

1) 什么是 DMA

直接內(nèi)存訪問(wèn)是一種硬件機(jī)制，它允許外圍設(shè)備和主內(nèi)存之間直接傳輸它們的 I/O 數(shù)據(jù)，而不需要系統(tǒng)處理器的參與2) DMA 控制器的功能。

能向 CPU 發(fā)出系統(tǒng)保持(HOLD)信號(hào)，提出總線接管請(qǐng)求。

當(dāng) CPU 發(fā)出允許接管信號(hào)后，負(fù)責(zé)對(duì)總線的控制，進(jìn)入 DMA 方式。

能對(duì)存儲(chǔ)器尋址及能修改地址指針，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)存的讀寫(xiě)操作。

能決定本次 DMA 傳送的字節(jié)數(shù)，判斷 DMA 傳送是否結(jié)束。

發(fā)出 DMA 結(jié)束信號(hào)，使 CPU 恢復(fù)正常工作狀態(tài)

?

2) DMA 信號(hào)

DREQ：DMA 請(qǐng)求信號(hào)。是外設(shè)向 DMA 控制器提出要求，DMA 操作的申請(qǐng)信號(hào)。

DACK：DMA 響應(yīng)信號(hào)。是 DMA 控制器向提出 DMA 請(qǐng)求的外設(shè)表示已收到請(qǐng)求和正進(jìn)行處理的信號(hào)。

HRQ：DMA 控制器向 CPU 發(fā)出的信號(hào)，要求接管總線的請(qǐng)求信號(hào)。

HLDA：CPU 向 DMA 控制器發(fā)出的信號(hào)，允許接管總線的應(yīng)答信號(hào)。

?

?

?

?

內(nèi)存使用場(chǎng)景

?

?

out of memory 的時(shí)代過(guò)去了嗎?no，內(nèi)存再充足也不可任性使用。

?

1、內(nèi)存的使用場(chǎng)景

page 管理

slab(kmalloc、內(nèi)存池)

用戶態(tài)內(nèi)存使用(malloc、relloc 文件映射、共享內(nèi)存)

程序的內(nèi)存 map(棧、堆、code、data)

內(nèi)核和用戶態(tài)的數(shù)據(jù)傳遞(copy_from_user、copy_to_user)

內(nèi)存映射(硬件寄存器、保留內(nèi)存)

DMA 內(nèi)存

?

2、用戶態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)

alloca 是向棧申請(qǐng)內(nèi)存,因此無(wú)需釋放

malloc 所分配的內(nèi)存空間未被初始化，使用 malloc() 函數(shù)的程序開(kāi)始時(shí)(內(nèi)存空間還沒(méi)有被重新分配) 能正常運(yùn)行，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后(內(nèi)存空間已被重新分配) 可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

calloc 會(huì)將所分配的內(nèi)存空間中的每一位都初始化為零

realloc 擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)存空間大小

a) 如果當(dāng)前連續(xù)內(nèi)存塊足夠 realloc 的話，只是將 p 所指向的空間擴(kuò)大，并返回 p 的指針地址。這個(gè)時(shí)候 q 和 p 指向的地址是一樣的。

b) 如果當(dāng)前連續(xù)內(nèi)存塊不夠長(zhǎng)度，再找一個(gè)足夠長(zhǎng)的地方，分配一塊新的內(nèi)存，q，并將 p 指向的內(nèi)容 copy 到 q，返回 q。并將 p 所指向的內(nèi)存空間刪除。

?

3、內(nèi)核態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)

函數(shù)分配原理最大內(nèi)存其他_get_free_pages直接對(duì)頁(yè)框進(jìn)行操作4MB適用于分配較大量的連續(xù)物理內(nèi)存kmem_cache_alloc基于 slab 機(jī)制實(shí)現(xiàn)128KB適合需要頻繁申請(qǐng)釋放相同大小內(nèi)存塊時(shí)使用kmalloc基于 kmem_cache_alloc 實(shí)現(xiàn)128KB最常見(jiàn)的分配方式，需要小于頁(yè)框大小的內(nèi)存時(shí)可以使用vmalloc建立非連續(xù)物理內(nèi)存到虛擬地址的映射物理不連續(xù)，適合需要大內(nèi)存，但是對(duì)地址連續(xù)性沒(méi)有要求的場(chǎng)合dma_alloc_coherent基于_alloc_pages 實(shí)現(xiàn)4MB適用于 DMA 操作ioremap實(shí)現(xiàn)已知物理地址到虛擬地址的映射適用于物理地址已知的場(chǎng)合，如設(shè)備驅(qū)動(dòng)alloc_bootmem在啟動(dòng) kernel 時(shí)，預(yù)留一段內(nèi)存，內(nèi)核看不見(jiàn)小于物理內(nèi)存大小，內(nèi)存管理要求較高。

?

4、malloc 申請(qǐng)內(nèi)存

調(diào)用 malloc 函數(shù)時(shí)，它沿 free_chuck_list 連接表尋找一個(gè)大到足以滿足用戶請(qǐng)求所需要的內(nèi)存塊。

?

?

free_chuck_list 連接表的主要工作是維護(hù)一個(gè)空閑的堆空間緩沖區(qū)鏈表。

如果空間緩沖區(qū)鏈表沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，需要通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用 sys_brk 延伸進(jìn)程的棧空間。

?

?

5、缺頁(yè)異常

通過(guò) get_free_pages 申請(qǐng)一個(gè)或多個(gè)物理頁(yè)面

換算 addr 在進(jìn)程 pdg 映射中所在的 pte 地址

將 addr 對(duì)應(yīng)的 pte 設(shè)置為物理頁(yè)面的首地址

系統(tǒng)調(diào)用：Brk—申請(qǐng)內(nèi)存小于等于 128kb，do_map—申請(qǐng)內(nèi)存大于 128kb。

?

?

6、用戶進(jìn)程訪問(wèn)內(nèi)存分析

用戶態(tài)進(jìn)程獨(dú)占虛擬地址空間，兩個(gè)進(jìn)程的虛擬地址可相同。

在訪問(wèn)用戶態(tài)虛擬地址空間時(shí)，如果沒(méi)有映射物理地址，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用發(fā)出缺頁(yè)異常。

缺頁(yè)異常陷入內(nèi)核，分配物理地址空間，與用戶態(tài)虛擬地址建立映射。

?

?

7、共享內(nèi)存

1) 原理

它允許多個(gè)不相關(guān)的進(jìn)程去訪問(wèn)同一部分邏輯內(nèi)存。

兩個(gè)運(yùn)行中的進(jìn)程之間傳輸數(shù)據(jù)，共享內(nèi)存將是一種效率極高的解決方案。

兩個(gè)運(yùn)行中的進(jìn)程共享數(shù)據(jù)，是進(jìn)程間通信的高效方法，可有效減少數(shù)據(jù)拷貝的次數(shù)。

?

?

2) shm 接口

shmget 創(chuàng)建共享內(nèi)存

shmat 啟動(dòng)對(duì)該共享內(nèi)存的訪問(wèn)，并把共享內(nèi)存連接到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間。

shmdt 將共享內(nèi)存從當(dāng)前進(jìn)程中分離

?

?

內(nèi)存使用那些坑

?

?

1、C 內(nèi)存泄露

在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中沒(méi)有匹配地調(diào)用 new 和 delete 函數(shù)

?

沒(méi)有正確地清除嵌套的對(duì)象指針

沒(méi)有將基類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)定義為虛函數(shù)

當(dāng)基類(lèi)的指針指向子類(lèi)對(duì)象時(shí)，如果基類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)不是 virtual，那么子類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)將不會(huì)被調(diào)用，子類(lèi)的資源沒(méi)有得到正確釋放，因此造成內(nèi)存泄露。

缺少拷貝構(gòu)造函數(shù)，按值傳遞會(huì)調(diào)用(拷貝)構(gòu)造函數(shù)，引用傳遞不會(huì)調(diào)用

指向?qū)ο蟮闹羔様?shù)組不等同于對(duì)象數(shù)組，數(shù)組中存放的是指向?qū)ο蟮闹羔?，不僅要釋放每個(gè)對(duì)象的空間，還要釋放每個(gè)指針的空間。

缺少重載賦值運(yùn)算符，也是逐個(gè)成員拷貝的方式復(fù)制對(duì)象，如果這個(gè)類(lèi)的大小是可變的，那么結(jié)果就是造成內(nèi)存泄露。

?

2、C野指針

指針變量沒(méi)有初始化

指針被 free 或 delete 后，沒(méi)有設(shè)置為 NULL

指針操作超越了變量的作用范圍，比如返回指向棧內(nèi)存的指針就是野指針。

訪問(wèn)空指針(需要做空判斷)

sizeof 無(wú)法獲取數(shù)組的大小

試圖修改常量，如：char p="1234";p='1';

?

3、C 資源訪問(wèn)沖突

多線程共享變量沒(méi)有用 valotile 修飾

多線程訪問(wèn)全局變量未加鎖

全局變量?jī)H對(duì)單進(jìn)程有效

多進(jìn)程寫(xiě)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)，未做同步處理

mmap 內(nèi)存映射，多進(jìn)程不安全

?

4、STL迭代器失效

被刪除的迭代器失效

添加元素(insert/push_back 等)、刪除元素導(dǎo)致順序容器迭代器失效。

錯(cuò)誤示例：刪除當(dāng)前迭代器，迭代器會(huì)失效

?

?

正確示例：迭代器 erase 時(shí)，需保存下一個(gè)迭代器

?

?

5、C++ 11 智能指針

auto_ptr 替換為 unique_ptr

?

?

使用 make_shared 初始化一個(gè) shared_ptr

?

?

weak_ptr 智能指針助手

1)原理分析：

?

?

2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

?

3)使用方法：a. lock() 獲取所管理的對(duì)象的強(qiáng)引用指針 b. expired() 檢測(cè)所管理的對(duì)象是否已經(jīng)釋放 c. get() 訪問(wèn)智能指針對(duì)象。

?

6、C++ 11 更小更快更安全

std::atomic 原子數(shù)據(jù)類(lèi)型多線程安全

std::array長(zhǎng)數(shù)組開(kāi)銷(xiāo)比 array 小和 std::vector 不同的是 array 的長(zhǎng)度是固定的，不能動(dòng)態(tài)拓展。

std::vector vector 瘦身 shrink_to_fit()：將 capacity 減少為于 size() 相同的大小。

td::forward_list

forward_list 是單鏈表(std::list 是雙鏈表)，只需要順序遍歷的場(chǎng)合，forward_list 能更加節(jié)省內(nèi)存，插入和刪除的性能高于 list。

std::unordered_map、std::unordered_set用 hash 實(shí)現(xiàn)的無(wú)序的容器，插入、刪除和查找的時(shí)間復(fù)雜度都是 O(1)，在不關(guān)注容器內(nèi)元素順序的場(chǎng)合，使用 unordered 的容器能獲得更高的性能六、 如何查看內(nèi)存：

系統(tǒng)中內(nèi)存使用情況：/proc/meminfo

?

?

進(jìn)程的內(nèi)存使用情況：/proc/28040/status

查詢內(nèi)存總使用率：free

?

?

查詢進(jìn)程 cpu 和內(nèi)存使用占比：top

?

?

虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)：vmstat

?

進(jìn)程消耗內(nèi)存占比和排序：ps aux –sort -rss

?

釋放系統(tǒng)內(nèi)存緩存：/proc/sys/vm/drop_cache
　
審核編輯：湯梓紅