Linux内核之slab、slub内存分配器实例用法区别(五十八)

本文主要是介绍Linux内核之slab、slub内存分配器实例用法区别(五十八)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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🍉🍉🍉文章目录🍉🍉🍉

- 🌻1.前言
- 🌻2.slab、slub内核内存分配器介绍
- - 🐓2.1 Slab Allocator：
  - 🐓2.2 Slub Allocator：
  - 🐓2.3 Slab与Slub的区别：
  - 🐓2.4 在Linux内核中，有哪些是slab和slub分配内存的api？
  - - 🐥2.4.1 Slab内存分配器API：
    - 🐥2.4.2 Slub内存分配器API：
- 🌻3.代码实例
- - 🐓3.1 Slab内存分配器实例
  - 🐓3.2 Slub内存分配器实例

🌻1.前言

本篇目的：Linux内核之slab、slub内存分配器用法实例区别

🌻2.slab、slub内核内存分配器介绍

在Linux内核中，slab和slub都是内存分配器，用于管理内核空间的内存分配和释放。它们的作用是优化内存分配和释放的性能，减少内存碎片化，并提高系统的性能和稳定性。

🐓2.1 Slab Allocator：

slab是一种最早引入的内核内存分配器，采用了一种称为“slab”的内存块来管理内存。
slab将内存按照对象的大小进行分类，并预先分配一些对象的内存空间，形成一个内存池。
当需要分配内存时，直接从对应的内存池中获取，而不是每次都去请求物理内存。
这种方式可以降低内存分配和释放的开销，并减少内存碎片化。

🐓2.2 Slub Allocator：

slub是slab的改进版本，也是当前主要使用的内存分配器。
相比于slab，slub更加简单和高效。
slub采用了更灵活的内存管理策略，不再像slab那样将内存预先分配给特定大小的对象，而是按需分配。
它在性能上比slab更优，特别是在多核系统下，slub能够更好地处理多线程并发访问。

🐓2.3 Slab与Slub的区别：

预分配：slab会预先分配一定数量的内存块来存放对象，而slub则是按需分配，不会预先分配内存。
多线程支持：slub更适合多线程环境，因为它设计得更加简单和高效，能够更好地处理多线程并发访问。
性能：在性能上，slub相对于slab更优，特别是在多核系统下。

🐓2.4 在Linux内核中，有哪些是slab和slub分配内存的api？

在Linux内核中，slab和slub内存分配器都提供了一组API用于内存的分配和释放。以下是一些常用的API：

🐥2.4.1 Slab内存分配器API：

kmem_cache_create()：用于创建一个新的slab缓存。
kmem_cache_alloc()：用于从slab缓存中分配一个对象。
kmem_cache_zalloc()：与kmem_cache_alloc()类似，但分配的内存会被清零。
kmem_cache_free()：用于释放从slab缓存中分配的对象。
kmem_cache_destroy()：用于销毁一个slab缓存。

🐥2.4.2 Slub内存分配器API：

kmalloc()：用于从slub分配器中分配内存。
kzalloc()：与kmalloc()类似，但分配的内存会被清零。
kcalloc()：与kmalloc()类似，但可以指定分配的对象数量，并且分配的内存会被清零。
krealloc()：重新分配之前分配的内存。
kfree()：用于释放从slub分配器中分配的内存。

🌻3.代码实例

🐓3.1 Slab内存分配器实例

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>#define NUM_OBJECTS 10struct my_struct {int data;struct list_head list;
};static struct kmem_cache *my_cache;static int __init my_init(void)
{struct my_struct *obj;int i;// 创建一个slab缓存my_cache = kmem_cache_create("my_cache", sizeof(struct my_struct), 0, 0, NULL);if (!my_cache) {printk(KERN_ERR "Failed to create cache\n");return -ENOMEM;}// 分配对象并初始化for (i = 0; i < NUM_OBJECTS; i++) {obj = kmem_cache_alloc(my_cache, GFP_KERNEL);if (!obj) {printk(KERN_ERR "Failed to allocate object\n");return -ENOMEM;}obj->data = i;INIT_LIST_HEAD(&obj->list);// 使用obj...}return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{struct my_struct *obj, *tmp;// 释放对象kmem_cache_destroy(my_cache);// 释放所有对象list_for_each_entry_safe(obj, tmp, &my_list, list) {kmem_cache_free(my_cache, obj);}
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

🐓3.2 Slub内存分配器实例

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>#define NUM_OBJECTS 10struct my_struct {int data;struct list_head list;
};static int __init my_init(void)
{struct my_struct *obj;int i;// 分配对象并初始化for (i = 0; i < NUM_OBJECTS; i++) {obj = kmalloc(sizeof(struct my_struct), GFP_KERNEL);if (!obj) {printk(KERN_ERR "Failed to allocate object\n");return -ENOMEM;}obj->data = i;INIT_LIST_HEAD(&obj->list);// 使用obj...}return 0;
}static void __exit my_exit(void)
{struct my_struct *obj, *tmp;// 释放所有对象list_for_each_entry_safe(obj, tmp, &my_list, list) {kfree(obj);}
}module_init(my_init);
module_exit(my_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");