Ecco come funziona:
1. Cache: L'allocatore della lastra divide la memoria in cache. Ogni cache è dedicata a un tipo specifico di oggetto del kernel (ad es. INOES, prese, buffer di rete). Questa è la chiave per la sua efficienza.
2. lastre: All'interno di ogni cache, la memoria è ulteriormente divisa in lastre. Una lastra è un blocco contiguo di memoria abbastanza grande da contenere diverse istanze del tipo di oggetto associato a quella cache. La dimensione di una lastra viene scelta per abbinare le dimensioni dell'oggetto più qualsiasi imbottitura necessaria (per l'allineamento).
3. Creazione di oggetti: Quando è necessario un nuovo oggetto di un particolare tipo, l'Allocatore controlla prima la cache associata a quel tipo di oggetto.
4. Elenchi gratuiti: All'interno di ogni lastra, c'è un elenco gratuito contenente puntatori agli oggetti disponibili. Quando viene richiesto un oggetto, l'Allocatore controlla prima questo elenco gratuito. Se viene trovato un oggetto libero, viene semplicemente preso dall'elenco, minimizzando le spese generali di allocazione.
5. Allocazione delle lastre: Se l'elenco gratuito all'interno di una lastra è vuota, l'allocatore potrebbe prendere una lastra completamente nuova dal pool di memoria generale del sistema.
6. Gestione delle lastre: Le lastre possono trovarsi in uno dei numerosi stati:
* Full: Tutti gli oggetti nella lastra sono in uso.
* parziale: Alcuni oggetti sono in uso e altri sono gratuiti.
* vuoto: Tutti gli oggetti sono gratuiti.
7. Riutilizzo della lastra e deallocazione: Quando un oggetto non è più necessario, viene restituito alla lista libera della sua lastra, rendendolo immediatamente disponibile per il riutilizzo. Le lastre vuote vengono spesso restituite al pool di memoria del sistema per conservare la memoria.
8. Riduzione al minimo della frammentazione: Dedicando le lastre a tipi di oggetti specifici e riutilizzando le lastre, l'allocatore di lastre riduce drasticamente la frammentazione interna (spazio sprecato all'interno di blocchi allocati) e la frammentazione esterna (spazio sprecato tra blocchi allocati). Poiché le dimensioni degli oggetti sono conosciute in anticipo, non è necessario cercare e dividere.
Vantaggi dell'allocatore di lastre:
* Velocità: Allocazione e deallocazione molto veloci a causa dell'utilizzo della lista gratuita e del tempo di ricerca minimo.
* Fragmentazione ridotta: Utilizza in modo efficiente la memoria evitando la frammentazione.
* Efficienza della cache: Riduce le mancate cache tenendo insieme gli oggetti correlati nelle lastre.
* Scalabilità: Gestisce un numero elevato di allocazioni di oggetti e deallocazioni in modo efficiente.
Svantaggi dell'allocatore di lastre:
* Overhead di memoria: Ogni cache e lastra ha alcuni sovraccarichi in termini di strutture di gestione (elenchi gratuiti, metadati).
* Complessità: Più complesso da implementare che allocatori più semplici.
* Costo di configurazione iniziale: La creazione e l'inizializzazione di cache e lastre consuma inizialmente un po 'di tempo.
In sintesi, l'allocatore di lastre è una sofisticata tecnica di gestione della memoria particolarmente adatta alle esigenze dei kernel del sistema operativo in cui le prestazioni e l'utilizzo di memoria efficiente sono fondamentali, soprattutto per piccoli oggetti assegnati e distribuiti frequentemente. Fa un buon equilibrio tra velocità ed efficienza della memoria evitando i problemi di frammentazione di metodi più semplici.
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