应用Slab技术分配内存

给出了应用Slab技术来提高系统内核内存的分配效率的方法.该技术通过采用面向对象的缓存分配方法来降低分配时的复杂度,并通过着色机制来提高系统中的高速缓存的命中率和平衡总线的使用.Slab与传统的SVR4内分配器相比,平均分配和释放时间由9 4μs减至3 8μs,碎片总数由46%减少到14%.应用Slab技术捕获IP包,总体效率提高5%.

一种嵌入式应用的内存分配算法

传统嵌入式系统为保障系统的可靠性和实时性,大多采用静态分配内存的方式,导致应用开发的效率低下。本文提出了一种嵌入式应用的内存分配算法,在经典深度优先搜索算法的基础上,结合自研的内存复用算法——间隔复用法,实现自动化的应用内存分配,且使得内存利用率得以提升。最后,通过工程实例验证了其正确性及有效性。

一种新型嵌入式动态内存分配算法

针对TLSF算法的不足,提出使用直接分配算法和TLSF算法相结合的方式解决最差分配问题,用自适应算法来解决内存切割带入碎片问题,用新设计的表头检验方法解决内存溢出防护问题。首先,根据当前内存的最大空闲块的大小判断使用何种内存分配算法;然后,在内存使用过程中根据使用内存块的大小计算出最佳切割阈值,同时根据内存块实际物理地址和理论地址的比较来进行内存数据溢出的检测。实验结果表明,相比TLSF算法,新算法内存分配效率最多提高4.98%,内存释放效率在内存使用率较低时提高1.1%,较高时和TLSF算法基本没有差别;在内存使用率较高时,碎片率比TLSF算法最多降低了10.3%,并且能够有效地检测内存数据溢出,提高了安全防护能力。

Linux内存管理中的Slab分配机制

早期Linux的内存分配机制采用伙伴算法,当请求分配的内存大小为几十个字节或几百个字节时会产生内存碎片,严重消耗系统资源。现今采用Slab机制可以缓存物理空间的申请和回收,杜绝外部碎片的产生,降低内部碎片量。本文分析了Slab内存分配机制及其数据结构和接口函数,然后给出了Slab机制的实现。

一种基于VxWorks的内存分配算法

研究了VxWorks系统内存分配算法,指出了常用内存管理算法的局限性,在此基础上,提出了一种改进的内存分配算法。改进的内存分配算法包括优化的内存块分配算法和快速高效的动态内存分配算法,两者结合使用将会有效提高嵌入式系统的性能。对改进内存算法的实现作了详细的介绍。

面向高速实时数据处理的无锁内存分配算法

为了提高高并发生产环境下内存分配的效率,针对高速实时数据处理程序的高并发、高频内存分配等特点,采用一种无锁内存分配算法(Lock Free Memory Allocation, LFMA)来提高并发度及内存分配效率。针对伙伴(Buddy)算法的不足,使用位图替代链表,并结合原子操作来达到线程间无锁并发访问,同时降低了缓存未命中的概率。引入多级位图来提高空闲内存块的搜索效率,通过渐进式重合并算法避免Buddy算法频繁拆合带来的效率问题,并降低了外部碎片。实验结果表明,相较于Buddy算法,新算法的分配效率在单线程下提升约31%,在多线程下提升约27%。

面向非易失性内存的高性能计算并行优化研究

针对非易失性内存在高性能计算运行过程中存在的内存分配不均匀问题,研究非易失性内存的高性能计算并行优化方法。结合新型高速网络RDMA和非易失性存储设备,提出分布式非易失性内存新型存储结构,加入一致性模块和本地非易失性内存管理模块,同时加强本地非易失性内存的管理;通过SPL框架进行分布式并行计算,经过数据预加载后,使用分布式独立内存分配算法优化多任务多线程的并行计算过程。实验结果表明:该方法能够使非易失性内存的数据保持一致,增强读写性能,提升工作效率;对于并行多线程任务的内存分配具有更好的扩展性,增强系统并行运算能力,同时适用性广泛。

基于TLSF算法改进的动态内存管理算法研究

针对视频媒体服务类应用中实时动态内存分配时间不确定、内存利用率低及内存泄漏检测等问题,研究基于TLSF算法改进的内存管理机制,并与linux内核中内存管理算法进行比较。实验结果表明,对于视频处理服务等具有一定计算特征且需要大量进行动态内存分配的应用环境,改进的TLSF算法相对于传统的Buddy算法,内存分配效率有进一步提升,同时通过增加校验,可以检测系统中可能存在的内存泄漏问题,提升系统稳定性。

使用共享内存支持IPC消息队列超长报文的方法

进程间通信是不同进程互相传输和共享信息的重要手段,System V消息队列方案是被广泛使用的一种,其可以胜任大多数进程间通信场景,但在传输少数超出阈值的超长报文时,此方案无法使用。针对以上问题,提出了一种基于共享内存的报文传输方法,通过升级System V消息队列通信手段,突破了其固有传输阈值,拓展了其超长报文传输能力。方法的主要创新在于构建了一套“消息队列-共享内存”的进程混合通信机制,利用消息队列进行进程间的通信通知,同时使用基于共享内存的Slab内存管理,将超长报文存储于共享内存并进行索引,以此达成进程间快速传输超长报文的目标。验证表明,方法能够简便实现多生产者-多消费者模型,并且完全解除了System V消息队列传输无法传输超长报文的限制。

一个应用于动态内存管理算法中的数据结构

通过对原来的内存块管理链表的结构改进,提出了一种新的链表结构,该数据结构描述了已分配块链表和空闲块链表的结构关系,从而能够提高动态内存管理的效率.

嵌入式系统的自适应内存管理方案的算法实现

鉴于嵌入式系统的实时性、可靠性对内存管理提出的要求,在最常用的几种内存分配算法的基础上提出了一种新的适用于嵌入系统的内存管理算法——自适应内存分配算法,并重点介绍了减小内存碎片,提高内存利用率,同时提出了对新构想的算法实现。

Nginx Slab算法研究

Nginx设计了简单的内存池进行内存管理来降低开发中对内存资源管理的复杂度。Nginx各进程间使用共享内存的方式共享数据,而对共享内存的内存池进行管理的方法是基于经典的Slab算法,其通过构造小的内存块来避免内存碎片、使用链表方式连接有限的页面来提高分配速率。本文详细介绍Nginx的Slab算法,对其进行总结,并与经典的Linux内核的Slab算法对比。

并行计算框架的内存优化算法研究

传统的大数据内存分配算法存在运行速度慢、分配不均匀的问题,为此,提出一种新的并行计算框架的内存优化算法。通过利用无监督贪婪模式逐层训练方法进行训练学习并建立并行框架,采用分布式存储的方法对数据进行承载,最大程度提升运算性能。同时,对较小内存Task做分化处理,保证算法的执行效率,并且会避免不必要的溢出操作。实验结果证明,相比于传统算法,所提算法的内存分配情况更合理、运行速度快,内存分配效果更好。

Linux内核的内存管理探秘之二 物理内存的管理(一)分配与回收

本文剖析了Linux内存管理中物理内存的分配回收算法和实现,并分析了关键的源代码。

不定长内存块动态存储管理算法及其应用

本文阐述了一种不定长内存块动态存储管理算法，文中论述了实现该算法的数据结构、算法流程、ＰＬ／Ｍ９６编程实例和算法的运用性等问题。

使用最佳适应算法对内存实现模拟动态分区管理

内存动态分区管理的算法是操作系统课程中一个重要内容,理解和学习不同的分区算法能够为深入学习操作系统等知识提供一定的理论知识和实践依据。本文采用C语言程序设计出最佳适应算法来模拟计算机内存分区管理,减少内存分配时产生的碎片,以此提高操作系统的稳定性。

基于TLSF算法的高效内存分配算法的设计与实现

在嵌入式系统中,由于内存资源的有限性,内存分配器的性能和碎片率成为其重要考量因素。目前主要采用的内存分配算法是TLSF,然而该算法在嵌入式系统中存在一些问题,例如小内存申请导致外部碎片和大内存申请导致内部碎片。为了解决这些问题,对TLSF算法进行了优化:(1)针对小内存申请,引入了静态内存池(POOL)算法,以解决TLSF算法中大量小内存分配带来的外部碎片问题;(2)针对大内存申请,提出了按级划分的DBL内存分配策略,解决了大内存分配中的内部碎片问题。实验结果表明,通过使用优化后的TLSF算法(DBL+POOL)进行内存管理,可以更好地利用内存资源,提高嵌入式系统的性能和可靠性。

基于遗传算法的虚拟机动态放置研究

在云数据中心(IDC),虚拟机部署(VMP)策略是指如何在数据中心有限的物理资源中内放置合理的虚拟机(VM)。高效的虚拟机部署策略将更好的实现物理资源的整合和利用,最大化实现资源利用和能源节约的效果。该文中,根据虚拟机的存储和CPU两种资源为目标,研究资源利用率最大化的虚拟机放置策略。该策略基于遗传算法,根据虚拟机实际资源(内存和CPU)需求动态,动态的为虚拟机分配资源,实现最大限度降低数据中心资源利用不足和过度利用等概率。在最后,使用CloudSim仿真软件进行模拟实验,通过实验证明,较最佳拟合递减算法(BFD)相比,使用遗传算法对虚拟机进行动态分配,数据中心的资源利用率有较大的提升,同时也说明将多资源需求作为虚拟机放置策略考虑的重要性。

内存管理机制的高效实现研究

为了高效地管理内存,防止内存泄漏、越界访问等问题的出现,在分析传统动态内存管理机制的基础上,提出了一种基于Windows虚拟内存管理的高效动态内存管理机制。通过创建内存管理器来维护虚拟地址空间和处理内存申请和释放请求,改进了传统动态内存分配与回收算法,并在VC++6.0开发平台上实现了该动态内存管理机制。测试结果分析表明,该方法有效降低了申请与释放内存的时间耗费,减少了内存碎片的产生,提高了动态内存管理效率。

一种嵌入式实时系统动态内存管理器的设计

针对嵌入式实时系统动态内存分配实时性与内存碎片率二者无法兼顾问题,基于二级位图及TLSF(Two-level Segregated Fit)算法,设计一种新的嵌入式实时系统动态内存管理器.将内存请求分为小内存请求和大内存请求;针对小内存请求,采用二级位图算法,通过以空间换时间的策略降低分配时间,减少外部内存碎片;针对大内存请求,在TLSF算法的基础上改变二级索引结构,通过"精确切割"及"合并阈值"策略提高内存利用率,降低内存碎片.实验表明,该管理器具有较快的响应速度及较低的内存碎片率.