浅谈内存分配那些事

内存分配是计算机系统中非常重要的一环，它负责为程序分配所需的内存空间，并在程序不再需要时回收这些内存空间以供其他程序使用。在计算机系统中，内存分配是一个极其关键的任务，直接影响程序的性能和稳定性。

在操作系统中内存被划分为多个小块，称为内存页，每页大小一般为4KB，在程序运行时，分配的内存以页为单位进行管理。而内存分配又可以分为以下几种类型：

1. 静态内存分配

静态内存分配是指在程序编译时申请一块固定大小的内存，该内存的大小和位置在编译时已经确定，不会被修改。例如在C语言中，通过定义全局变量或静态变量，可以在程序运行之前完成内存的分配。

静态内存分配的优点在于分配的内存位置是固定的、不会发生改变，在程序执行过程中可以直接访问，因此速度较快。缺点在于如果程序中需要动态申请内存，静态分配的内存大小可能不能满足需求。

2. 动态内存分配

动态内存分配是指在程序运行时，根据程序需要，动态地申请一段空闲内存区域，并在程序不再需要时释放该内存，以供其他程序使用。动态内存分配的好处是可以临时申请到可用的内存，从而满足程序对内存需求的变化。

动态内存分配的方式一般有两种：堆和栈。堆是指一块较大的空间，程序可以自由地向其中申请和释放内存空间。堆的好处是可以动态地调整内存大小，但也容易产生内存泄漏和内存碎片的问题。栈则是指一块较小的空间，程序会自动向其中申请和释放内存，但是栈的大小和位置是固定的，无法调整。

3. 内存对齐

内存对齐是指在内存分配时，将不同类型的数据存储在内存中的方式进行调整，使其在内存中的存储位置合理而有效。比如，对于32位系统，整型变量的存储必须是4字节的倍数，即4、8、12等等。

将数据进行内存对齐操作可以提高访问速度和存储效率，同时可以避免因未对齐造成的数据异常和安全漏洞。

4. 内存池

内存池是一种内存分配的技术，它将一块较大的内存空间划分为一定数量的块，每个块有相同的大小，程序可以自由的申请和释放内存块，但是只能在内存池中申请和释放内存块。内存池的好处是可以优化内存分配的性能、避免内存碎片的产生，同时可以按需申请内存。

5. 内存淘汰

内存淘汰是指在内存不足时，根据一定的策略选择一些内存块并释放掉，以腾出足够的内存空间。内存淘汰的策略一般分为两种：一种是LRU（最近最少使用）算法，即释放最久未使用的内存块，另一种是LFU（最少使用）算法，即释放使用次数最少的内存块。

在实际应用中，根据项目的具体需求，选择适当的内存分配方式以及内存淘汰策略非常重要，这将直接影响到程序的性能和稳定性。