本發(fā)明涉及內(nèi)存管理，具體涉及一種內(nèi)存管理方法、裝置、計算機設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、計算機的業(yè)務(wù)種類與日俱增，運行各種業(yè)務(wù)的所需要的內(nèi)存大小也不盡相同，隨著內(nèi)存的申請和釋放的操作次數(shù)增加，使得內(nèi)存不斷區(qū)域碎片化，導(dǎo)致有很多空閑內(nèi)存卻無法分配出一塊連續(xù)的內(nèi)存的情況。

2、目前，通常使用內(nèi)存伙伴算法進(jìn)行內(nèi)存管理以盡量避免出現(xiàn)上述內(nèi)存碎片化的情況，該算法通過將所有空閑內(nèi)存塊分為多個塊鏈表，每個鏈表包含特定大小的連續(xù)內(nèi)存塊，從而實現(xiàn)對內(nèi)存的精細(xì)管理。具體而言，當(dāng)申請內(nèi)存時，內(nèi)存伙伴算法將與申請大小相同的內(nèi)存塊鏈表中的空閑頁分配出去并從鏈表中刪除，若不存在相同大小內(nèi)存塊，則檢查上一級，同時將未分配的剩余部分加入下一級空閑鏈表中，內(nèi)存釋放則是申請的逆過程。

3、然而，上述內(nèi)存管理方法，在內(nèi)存申請和釋放的過程中，內(nèi)存的迭代拆分/合并操作以及遍歷鏈表都會產(chǎn)生很大的時間開銷，這不僅影響內(nèi)存申請/釋放的效率和性能，同時，上述方法的內(nèi)存合并操作還存在著需要第一個內(nèi)存塊地址為2的整數(shù)倍的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種內(nèi)存管理方法、裝置、計算機設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決目前基于伙伴算法的內(nèi)存管理方法效率較低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種內(nèi)存管理方法，方法包括：

3、根據(jù)物理內(nèi)存信息中各個原子內(nèi)存塊的使用狀態(tài)，生成狀態(tài)信息矩陣；狀態(tài)信息矩陣中的各個元素用于分別指示各個原子內(nèi)存塊是否被使用；

4、基于狀態(tài)信息矩陣生成索引表陣列；索引表陣列包括行內(nèi)索引表陣列以及跨行索引表陣列；索引表陣列用于指示不同規(guī)格的內(nèi)存塊的使用情況；不同規(guī)格的內(nèi)存塊用于指示狀態(tài)信息矩陣中不同長度的連續(xù)未被使用的原子內(nèi)存塊；

5、基于索引表陣列，確定與內(nèi)存申請請求對應(yīng)的目標(biāo)內(nèi)存塊；

6、基于目標(biāo)內(nèi)存塊，更新狀態(tài)信息矩陣以及索引表陣列。

7、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，對應(yīng)于每個原子內(nèi)存塊的使用狀態(tài)形成狀態(tài)信息矩陣，并基于信息狀態(tài)矩陣生成索引表陣列，索引表陣列的設(shè)計使得能夠快速找到并分配連續(xù)未被使用的內(nèi)存塊，減少內(nèi)存碎片，從而提高整體內(nèi)存利用率，即通過索引表，系統(tǒng)可以快速定位到合適規(guī)格的內(nèi)存塊，而無需遍歷整個內(nèi)存空間，這大大縮短了內(nèi)存分配和回收的時間，提升了系統(tǒng)性能。

8、在一種可選的實施方式中，基于狀態(tài)信息矩陣生成索引表陣列，包括：

9、基于狀態(tài)信息矩陣生成行內(nèi)索引表陣列和跨行索引表陣列；行內(nèi)索引表陣列和跨行索引表陣列的列數(shù)均為內(nèi)存塊規(guī)格數(shù)，行內(nèi)索引表陣列的行數(shù)與狀態(tài)信息矩陣的行數(shù)相等，跨行索引表陣列的行數(shù)比行內(nèi)索引表陣列的行數(shù)少1。

10、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，通過將狀態(tài)信息矩陣轉(zhuǎn)化為索引表陣列，包括行內(nèi)索引表陣列和跨行索引表陣列，可以快速定位到合適規(guī)格的內(nèi)存塊，索引表陣列不僅記錄了內(nèi)存塊的使用情況，還根據(jù)內(nèi)存塊的規(guī)格進(jìn)行了分類，從而減少了在整個狀態(tài)信息矩陣中搜索未使用內(nèi)存塊的時間。這種索引方式加速了內(nèi)存分配過程，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和整體性能。同時，通過將復(fù)雜的內(nèi)存狀態(tài)信息簡化為結(jié)構(gòu)化的索引表陣列，也使得內(nèi)存管理的邏輯更加清晰和易于維護(hù)。

11、在一種可選的實施方式中，基于索引表陣列，確定與內(nèi)存申請請求對應(yīng)的目標(biāo)內(nèi)存塊，包括：

12、基于內(nèi)存申請請求，在索引表陣列中確定狀態(tài)信息矩陣中的目標(biāo)區(qū)域；

13、在目標(biāo)區(qū)域中選取與內(nèi)存申請請求對應(yīng)大小的目標(biāo)內(nèi)存塊。

14、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，通過設(shè)置行內(nèi)索引表陣列和跨行索引表陣列，能夠快速定位到狀態(tài)信息矩陣中可能包含滿足請求大小的連續(xù)未被使用的內(nèi)存塊，即目標(biāo)內(nèi)存塊的區(qū)域。這種快速定位機制避免了在整個物理內(nèi)存空間中進(jìn)行無目的或線性的搜索，從而顯著提高了內(nèi)存分配的效率。

15、在一種可選的實施方式中，基于內(nèi)存申請請求，在索引表陣列中確定狀態(tài)信息矩陣中的目標(biāo)區(qū)域，包括：

16、若索引表陣列中存在與內(nèi)存申請請求大小相同的空閑狀態(tài)內(nèi)存塊，則將空閑狀態(tài)內(nèi)存塊對應(yīng)的狀態(tài)信息矩陣中的區(qū)域確認(rèn)為目標(biāo)區(qū)域；

17、若索引表陣列中不存在與內(nèi)存申請請求大小相同的空閑狀態(tài)內(nèi)存塊，則將大于內(nèi)存申請請求的最小規(guī)格的空閑狀態(tài)內(nèi)存塊對應(yīng)的狀態(tài)信息矩陣中的區(qū)域確認(rèn)為目標(biāo)區(qū)域。

18、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，通過首先檢查索引表陣列中是否存在與內(nèi)存申請請求大小完全相同的空閑內(nèi)存塊，如果存在，則直接確定目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行該內(nèi)存塊的分配，這樣可以最大化地滿足內(nèi)存請求的需求，同時減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生。如果不存在完全匹配的內(nèi)存塊，則選擇大于請求大小的最小規(guī)格的內(nèi)存塊以確定目標(biāo)區(qū)域，這種策略確保了內(nèi)存的有效利用，避免了不必要的內(nèi)存浪費。

19、在一種可選的實施方式中，在目標(biāo)區(qū)域中選取與內(nèi)存申請請求對應(yīng)大小的目標(biāo)內(nèi)存塊，包括：

20、選取目標(biāo)區(qū)域中地址最小的與內(nèi)存申請請求對應(yīng)大小的目標(biāo)內(nèi)存塊。

21、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，選擇地址最小的內(nèi)存塊進(jìn)行分配，有助于保持內(nèi)存空間的連續(xù)性，同時，選擇地址最小的內(nèi)存塊進(jìn)行分配，可以簡化內(nèi)存管理的復(fù)雜性。

22、在一種可選的實施方式中，方法還包括：

23、若內(nèi)存申請請求成功，向業(yè)務(wù)層應(yīng)答內(nèi)存申請成功信息及目標(biāo)內(nèi)存塊的地址，反之則向業(yè)務(wù)層應(yīng)答內(nèi)存申請失敗信息。

24、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，通過向業(yè)務(wù)層應(yīng)答內(nèi)存申請的成功或失敗信息，業(yè)務(wù)層能夠即時地知道內(nèi)存請求的處理結(jié)果。如果內(nèi)存申請成功，業(yè)務(wù)層可以獲得目標(biāo)內(nèi)存塊的地址，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作；如果內(nèi)存申請失敗，業(yè)務(wù)層可以及時采取補救措施，如釋放部分不再需要的內(nèi)存、嘗試較小的內(nèi)存請求或通知用戶內(nèi)存資源不足。這種即時的反饋有助于增強程序的穩(wěn)定性和用戶體驗。

25、在一種可選的實施方式中，方法還包括：

26、響應(yīng)于內(nèi)存釋放請求，更新狀態(tài)信息矩陣以及索引表陣列。

27、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，當(dāng)內(nèi)存塊被釋放時，及時更新狀態(tài)信息矩陣和索引表陣列，可以確保這些內(nèi)存塊被正確地標(biāo)記為空閑狀態(tài)，并在后續(xù)的內(nèi)存分配請求中被重新利用。這有助于提高內(nèi)存資源的再利用率，減少內(nèi)存浪費。

28、在一種可選的實施方式中，方法還包括：

29、若內(nèi)存釋放請求成功，向業(yè)務(wù)層應(yīng)答內(nèi)存釋放成功信息，反之則向業(yè)務(wù)層應(yīng)答內(nèi)存釋放失敗信息。

30、本發(fā)明實施例提供的內(nèi)存管理方法，當(dāng)業(yè)務(wù)層收到內(nèi)存釋放成功的應(yīng)答時，它可以更快地釋放相關(guān)資源，如果內(nèi)存釋放失敗，業(yè)務(wù)層可以采取相應(yīng)的補救措施，如重試釋放操作、記錄錯誤日志或通知用戶，助于增強程序的穩(wěn)定性和用戶體驗。

31、第二方面，本發(fā)明提供了一種內(nèi)存管理裝置，裝置包括：

32、生成矩陣模塊，用于根據(jù)物理內(nèi)存信息中各個原子內(nèi)存塊的使用狀態(tài)，生成狀態(tài)信息矩陣；狀態(tài)信息矩陣中的各個元素用于分別指示各個原子內(nèi)存塊是否被使用；

33、生成陣列模塊，用于基于狀態(tài)信息矩陣生成索引表陣列；索引表陣列包括行內(nèi)索引表陣列以及跨行索引表陣列；索引表陣列用于指示不同規(guī)格的內(nèi)存塊的使用情況；不同規(guī)格的內(nèi)存塊用于指示狀態(tài)信息矩陣中不同長度的連續(xù)未被使用的原子內(nèi)存塊；

34、確定模塊，用于基于索引表陣列，確定與內(nèi)存申請請求對應(yīng)的目標(biāo)內(nèi)存塊；

35、更新模塊，用于基于目標(biāo)內(nèi)存塊，更新狀態(tài)信息矩陣以及索引表陣列。

36、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執(zhí)行計算機指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的內(nèi)存管理方法。

37、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的內(nèi)存管理方法。

38、第五方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的內(nèi)存管理方法。