linux c malloc函数所在的头文件:#include

linux c malloc函数原型及定义void * malloc (size_t size)

函数说明:

malloc的参数size表示要分配的字节数，如果分配失败(可能是由于系统内存耗尽)则返回NULL。由于malloc函数不知道用户拿到这块内存要存放什么类型的数据，所以返回通用指针void *，用户程序可以转换成其它类型的指针再访问这块内存。动态分配的内存用完之后可以用free释放掉，传给free的参数正是先前malloc返回的内存块首地址。

linux操作系统系统内存分配来源

1) 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。

2) 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集。

3) 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活。

linux系统内存分配的原理

从操作系统角度来看，进程分配内存有两种方式，分别由两个系统调用完成：brk和mmap(不考虑共享内存)。

1、brk是将数据段(.data)的最高地址指针_edata往高地址推；

2、mmap是在进程的虚拟地址空间中(堆和栈中间，称为文件映射区域的地方)找一块空闲的虚拟内存。

这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。在标准C库中，提供了malloc/free函数分配释放内存，这两个函数底层是由brk，mmap，munmap这些系统调用实现的。

Linux虚拟内存的实现结构如下图所示

malloc()函数分配的内存空间来源

malloc()到底从哪里得到了内存空间？

答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。

那么什么是堆？

堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程 初始化的时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就是内存泄漏。

什么是栈？

栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈，就是切换SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。

栈是由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。堆一般由程序员分配释放，若不释放，程序结束时可能由OS回收。注意这里说是可能，并非一定。所以我想再强调一次，记得要释放！

malloc内存分配示意图

在linux Centos 5.4上查看malloc函数的头文件、定义及返回值命令如下：man malloc

显示结果截图:

使用malloc函数分配空间并初始化：struct foo *ptr;

...

ptr = (struct foo *) malloc (sizeof (struct foo));

if (ptr == 0) abort ();

memset (ptr, 0, sizeof (struct foo));

使用malloc要尽可能按照如下约束操作

1、malloc的size 是4Kbytes的倍数。如果你各处的malloc加起来也没有4Kbytes。那么你自己申请一个4KBYTES，然后自己规划每处的使用。而free则一次就OK。因为这样有可能比你多次malloc申请空间更省系统的内存。所以记得，出于高效利用资源的角度，不浪费系统内存的目的，你要4Kbytes的申请空间。

2、如果除了主函数外，一个函数里，malloc了个空间，同时又free了这个空间，则你应当认为这是个设计失误。你完全可以将这些工作放到外部函数里操作。依次向外推，直到属于主函数调用的两个不同函数实现，一个是alloc_all,一个是free_all。更别提for循环内出现malloc free。

3、除非你在做个足够大的系统。同时至少有自己的一套内部存储空间逻辑，否则尽可能的让你的所有计算都落于不大于CPU最大CACHE 2倍的空间。也就是说无论你申请多大的空间。真正给与计算操作的窗口不要大于CACHE2倍。

4、malloc的申请次数越少越好。即便你没有自己的内存管理模块，也要有组织数据空间的代码。

5、由于page的存在。计算的数据之间的距离尽量小。最好始终保持小于page的尺寸。也即任意两个二元操作的数据源的地址偏差尽量小于4KBytes。

linux下malloc函数代码举例1