malloc分配的內(nèi)存地址為什么不連續(xù)？

我們在寫程序中經(jīng)常會(huì)用到malloc函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，但是我們有沒有想過，在C語言中，向操作系統(tǒng)請求malloc內(nèi)存空間的地址是連續(xù)的嗎？

測試

每次申請一塊內(nèi)存空間

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h" 

int main()
{
 
 void *addr0 = malloc(0);
 void *addr1 = malloc(1);
 void *addr2 = malloc(2);
 printf("%p\n",addr0 );

 printf("%p\n", addr1);
 printf("%p\n", addr2);

 printf("%ld\n", addr1 - addr0);
 printf("%ld\n", addr2 - addr1);
 free(addr0);
 free(addr1);
 free(addr2);
 
 return 0;
}

測試結(jié)果如下

感覺像是有個(gè)固定的間隔，這里測試結(jié)果間隔是0x20，但地址并不是連續(xù)地址，具體為什么后面我們會(huì)講到。

用數(shù)組一次malloc 分配多個(gè)虛擬地址

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h" 

int main()
{
  int* p;
  int i;
  p = (int *)malloc(10*sizeof(int));

  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    p[i] = i;
    printf("%d----%p\n", p[i],&p[i]);
  }

  getchar();
 
  return 0;
}

結(jié)果如下：

可以看出，用一次malloc申請多個(gè)（數(shù)組）地址的是連續(xù)地址 ，結(jié)果也應(yīng)證了。

多次malloc 申請空間是否連續(xù)的呢？

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h" 

int main()
{
 
  int* p;
  int i;
 
  for (i = 0; i < 1000; i++)//10、100、1000測試
  {
    p = (int*)malloc(sizeof(int));
    *p = i;

    printf("%d-----%p----%p\n", *p, p, p-1);
  }
 
  getchar();
  
  return 0;
}

循環(huán)10次結(jié)果如下

循環(huán)100次結(jié)果如下

循環(huán)1000次結(jié)果如下

測試結(jié)果

1. 我們用一次malloc申請多個(gè)（數(shù)組）地址的是連續(xù)地址 。
2. 多次malloc 申請地址，通過對每一次申請的內(nèi)存空間地址和上一塊地址  (p-1)作比較發(fā)現(xiàn)，地址并不是連續(xù)的。
3. 系統(tǒng)在每次malloc時(shí)，從相隔固定長度起開始分配。

為什么呢？

其實(shí)這就是內(nèi)存邊界對齊的問題，使用malloc分配的內(nèi)存空間在虛擬地址空間上是連續(xù)的，但是轉(zhuǎn)換到物理內(nèi)存空間上有可能是不連續(xù)的，

對用戶而言，所有內(nèi)存都是虛擬的，程序并不是直接運(yùn)行在物理內(nèi)存上，而是運(yùn)行在虛擬內(nèi)存上，然后由虛擬內(nèi)存轉(zhuǎn)換到物理內(nèi)存。

虛擬內(nèi)存地址到物理內(nèi)存地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，因?yàn)橛锌赡芟噜彽膬蓚€(gè)字節(jié)是在不同的物理分頁上，所以不一定是連續(xù)的。

長按前往圖中包含的公眾號關(guān)注