heap_base入门到入坟

堆管理器ptmalloc

程序运行时堆提供动态分布的内存，从而允许程序申请大小未知的内存，堆由低地址向高地址方向增长，这和栈是相反的（栈是由高地址向低地址方向生长）

每个系统都有自己的堆管理器，不同平台的堆管理器是不一样的，比如Windows、Linux、Mac的处理机制不一样，用户请求堆块和释放堆块的流程也不一样。

堆利用就是针对堆管理器的一种利用思路。它就像是中介，为了避免系统与用户频繁交互（因为和操作系统交互非常耗时），就有了堆管理器。实际上，用户平时申请（malloc）和释放（free）堆块的时候，是和堆管理器直接接触的。

ptmalloc基本功能

主要负责完成用户的两个需求：malloc（申请堆块）和free（释放堆块）

在ptmalloc堆管理器中，内核一般会预先分配一块很大的连续的内存，然后让堆管理器通过某种算法管理这块内存，只有当出现堆空间不足的情况时，ptmalloc堆管理器才会再次与操作系统进行交互，通过系统调用申请内存

释放堆块的时候也是一样，ptmalloc堆管理器需要管理用户释放的堆块，会通过一系列的bin进行管理。bin在ptmalloc中用来保存没有使用的chunk（释放之后的chunk）。根据需求的不同，bin在数据结构上表现为单向链表或者双向循环链表。而且用户请求堆块的时候会优先来自这些释放的堆块

malloc和free

malloc

空间不够 >返回null

参数为0 >返回一个最小的chunk

参数为负>申请有个很大的空间（一般不会成功，会返回null）

free

参数为null> 无影响

参数指向的地方已经被释放时> 除非被禁用（使用 mallopt），否则当释放非常大的内存空间时，将尽可能自动触发将未使用的内存返还给系统的操作，从而减小程序占用。

内存分配背后的系统调用

ptmalloc通过brk/sbrk和mmap/munmap这两组系统调用实现交互

brk/sbrk

对于堆的操作，Linux操作系统提供了brk函数，glibc库提供了sbrk函数。我们可以通过增加brk的大小来向操作系统申请内存。

初始时，堆的起始地址start_brk以及堆的当前末尾brk指向同一地址。

不开启ASLR保护时，start_brk和brk会指向data/bss段的结尾。

开启ASLR保护时，start_brk和brk也会指向同一位置，即在data/bss段结尾后的随机偏移处。

现代操作系统每次重启时都会开启ASLR，所以堆的起始地址也是随机的

brk(): brk() 函数接受一个参数，即新的 brk 指针的 绝对地址。

可以将 brk 指针设置到任何你想要的合法位置，通常是向上移动以申请更多内存。

它的返回值为 0 表示成功，-1 表示失败。

这个函数提供的是 设置 功能。

sbrk(): * sbrk() 函数接受一个 增量 参数（increment）。

它将当前的 brk 指针 向前或向后移动 指定的字节数。

它返回移动前的 brk 指针的地址。如果返回 (void*)-1，则表示失败。

这个函数提供的是 增量 功能。

当使用 brk() 或 sbrk() 申请内存时，实际上是移动了数据段的末尾（brk 指针），从而获得更大的堆空间。

mmap/munmap

malloc会使用mmap来映射数据段，内核会为你分配一块物理内存，并将其内容初始化为 0，且mmap 默认创建的是私有映射。在这种模式下，被映射的内存区域属于调用它的进程，即使这个区域是文件映射，该进程对它的修改也不会反映到原文件中，也不会影响到其他同样映射了此文件的进程。

munmap与mmap对应，其作用是释放申请的内存

堆相关的数据结构

malloc_chunk_6

malloc 分配的内存被称为 chunk，它们在被释放后不会立即归还给系统，而是进入以双向链表形式组织的 bin*中。

在malloc_chunk的定义中，共有6个字段，即prev_size、size、fd、bk、fd_nextsize、bk_nextsize。

prev_size和size是两个size_t字段，而fd/bk、fd_nextsize/bk_nextsize都是指针字段，实际上记录了两个双向链表。

prev_size

存储前一个 chunk 的大小

在 malloc_chunk结构体中，prev_size 字段位于 size`字段之前

当前一个物理相邻的chunk是空闲的（free）：

ptmalloc 库可以通过这个值，快速找到前一个空闲 chunk 的起始位置，从而将两个空闲 chunk 合并成一个更大的空闲 chunk，避免内存碎片

当前一个物理相邻的chunk正在使用（in use）：

前一个 chunk 的尾部是用户数据

那么，你当前 chunk 的prev_size 字段，其实位于前一个 chunk 的用户数据区内部。

此时，ptmalloc 知道前一个 chunk 是被占用的，所以它不会去读取 prev_size 这个字段。因此，这个字段的空间可以被前一个 chunk 的用户数据所占用（空间复用）

size

存储着当前chunk的大小，是2＊SIZE_SZ的整数倍

在32位的系统中size是8的整数倍，64位系统中是16的整数倍

用户程序申请的大小都会向上取整，比如在32位程序中，用户申请的大小为0x14，那么向上取整后为0x18。但实际上，在分配的时候，因为空间复用，所以分配0x14字节的chunk的时候，结果会和预想的不一样

把size以二进制写出来会发现后三位都是0，所以将最低的三位用于存储三个标志位，分别是A|M|P，从高位到低位，

其对应的解释如下：

A (NON_MAIN_ARENA):

ptmalloc 支持多线程,每个线程可以有自己的内存池,这被称为 arena,标志位表示是不是主arena。

如果 A 是 1 > 这个 chunk 来自一个非主 arena

如果 A 是 0 > 这个 chunk 来自主 arena

M (IS_MMAPED):

表示当前 chunk 是通过 mmap 分配的，还是通过 brk 从主堆中分配的

M 是 1 > 这个 chunk通过 mmap 系统调用获得的,当它被释放时，ptmalloc 不会把它放入空闲链表（bin），而是直接调用 munmap 将其归还给操作系统

M 是 0 > 这个 chunk是通过 brk() 从主堆分配的 ,当它被释放时，ptmalloc 会将其放入对应的 bin 中

P (PREV_INUSE):

表示前一个物理相邻的 chunk 是否正在使用中

P 是 1 > 说明前一个 chunk 正在被占用，ptmalloc 在释放当前 chunk 时，就不需要检查和合并前一个 chunk。

P 是 0 > 说明前一个 chunk 是空闲的。ptmalloc 在释放当前 chunk 时，会去查看前一个 chunk，并尝试将两个空闲的 chunk 合并成一个更大的块，从而避免内存碎片

eg:

0x71，0x71==0x70|0b001，表示这个chunk的大小为0x70，对应的三个标志位为：A=0，M=0，P=1，即这个chunk属于主线程，不是由mmap系统调用分配，前一个物理相邻的chunk在使用中。

❑0x105，0x105==0x100|0b101，表示这个chunk的大小为0x100，对应的三个标志位为：A=1，M=0，P=1，即这个chunk不属于主线程，由其他线程分配，不是由mmap系统调用分配，前一个物理相邻的chunk在使用中。

想象一下 arena 是一个内存分配的工厂。每个工厂都有自己的原材料（堆空间）和一套管理流程。

主 arena：每个进程都有且只有一个主 arena。它使用进程的主堆（main heap，通过 brk() 扩展的数据段）作为原材料。所有线程都可以从主 arena 申请内存。

非主 arena：在多线程环境中，如果多个线程同时请求内存，为了避免锁竞争，ptmalloc 会为某些线程创建新的 arena。这些新的 arena 不使用主堆，而是通过 mmap() 从操作系统获取独立的堆空间来作为自己的原材料。

让我们用一个简化的流程来描述 chunk 和 arena 的关系:

线程 A 调用 malloc() 请求 100 字节内存。

ptmalloc 检查线程 A 是否有自己的 arena。如果这是第一个线程，它会使用主 arena。

主 arena 检查自己的空闲链表（bin）。如果没有合适的chunk，它会通过 brk() 扩展自己的主堆，然后从新空间中切出 100 字节的chunk，并返回给线程 A。

线程 B 同时调用 malloc() 请求 200 字节内存。

如果此时主 arena 被线程 A 锁住，ptmalloc 会为线程 B 创建一个新的 arena。

这个新 arena 通过 mmap() 获得自己的堆空间。然后从这块新空间中分配一个 200 字节的chunk，并返回给线程 B。

总而言之，arena 就像一个独立的内存管理单元，它拥有和管理自己的堆空间，并负责分配和回收 chunk。chunk 则是 arena 管理下的最小内存单元。

fd/bk（forward/backward）

当chunk处于分配状态（使用状态）的时候，从fd这个字段开始是用户的数据，所以如果用户程序分配的堆块大小是0x20，那么实际的开销是0x20+0x10（64位程序），多余的0x10是glibc为了维护所有的chunk而产生的开销。此时fd/bk不使用，空间被用户数据复用

如果一个chunk处于未使用状态，那么fd/bk就会记录相应的链表信息。当一个 chunk 被释放后，ptmalloc 会将它放入相应的空闲链表bin

fd 指针会指向链表中的下一个空闲 chunk，先进入链表

bk 指针会指向链表中的上一个空闲 chunk，后进入链表

fd_nextsize/bk_nextsize

large_bin中存储着不同大小的chunk

fd_nextsize (forward next size)：指向下一个尺寸更大的空闲 chunk

bk_nextsize (backward next size)：指向上一个尺寸更小的空闲 chunk

tcatch和bin

tcache 和 bin 都是 Glibc（GNU C Library）中 malloc 实现（称为 ptmalloc2）用于管理空闲内存块的数据结构。当你调用 free() 释放一块内存时，系统不会立即将它归还给操作系统，而是由这些结构暂时保管，以便后续的 malloc() 请求能够快速分配出去

Tcache bin

glibc-2.26之后引入的，是优先于fast_bin的chunk缓冲区

1. 是什么？

   • 它把小尺寸按大小类分成若干个 bin，每个 bin 保存最近 freed 的若干个同 size chunk，malloc 会先从 tcache 拿，free 会先放到 tcache。
   • free(ptr)：
     1. 计算 chunk size → 找对应 tcache bin。
     2. 若该 bin 的条目数 < 最大值（7）(随libc版本有差异)，将 chunk 放入 tcache（在 payload 开头写上 next 指针，链到当前 head）；不会立即写入 fastbin/unsorted。
     3. 若 bin 已满（≥7），则这个 chunk 按传统路径继续（如放到 fastbin / unsorted bin）。
   • malloc(size)：
     1. 先看 tcache 对应 bin 是否非空：若非空，从 tcache pop 出第一个 chunk（LIFO），返回给调用者。
     2. 若 tcache 空，继续到 fastbin/smallbin/largebin/unsorted/bin 或调用内核扩展（brk/mmap）等。

   重要：tcache 是LIFO（后进先出）单链表，且存放在 user area（payload），所以写入/读取都是直接对 payload 地址操作

2. 为什么需要它？

   • 在多线程程序中，如果所有线程都去一个“公共仓库”（全局的 bin）里取放内存，就必须用锁来防止数据混乱。频繁的加锁解锁操作会成为性能瓶颈。
   • tcache 为每个线程提供了一个“私人抽屉”，大部分操作都在这个私人空间里完成，避免了去“公共仓库”竞争，所以速度极快。

3. 工作原理：

   • 每个线程的 tcache 包含 64 条单链表。
   • 每条链表专门用于存放一种特定大小的内存块（例如，64位中第一条链表放 24 字节的块，第二条放 32 字节的块…以此类推，32位中最小是12递增为8）
   • 每条链表最多缓存 7 个空闲块。

4. 特点总结：

   • 线程私有：每个线程都有自己的，不共享。
   • 无锁操作：速度快，性能高。
   • 容量小：只有64个大小类，每条链表最多7个块。
   • 优先级最高：malloc/free 会优先操作 tcache。

   glibc是在2.26的版本之后出现的，2.29对它进行了加固

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Bin

（垃圾桶 / 回收站）

1. 是什么？

   • bin 是 全局共享的 空闲内存块链表。它是堆内存管理的基础结构，所有大小的内存块最终如果没被 tcache 接收，都会由对应的 bin 来管理。你可以把它想象成公共仓库。

2. 为什么需要它？

   • 它是堆管理器的核心基础设施，用于服务所有大小的内存分配请求，尤其是那些 tcache 处理不了的大块内存，或者当 tcache 已满时。

3. 工作原理与分类：
   bin 不是一个单一结构，而是一个系列，根据管理策略不同分为四种：

   Fast_bin：（后进先出）

   

   • 特点：单链表，操作最快。专门用于存放非常小的内存块。
   • 行为：同样大小的块才会放在同一个链表中。free 时会有简单的检查来防止连续的 double free。
   • 不改变使用标志p,也就是说它无法合并（一般不合并）
   • max_fast 是一个全局变量，它定义了最大能够被当作“快速块”处理的内存大小。它的值决定了哪些内存块在释放时会进入分配速度最快的 fastbin 结构

   Unsorted_bin：

   

   • 特点：双向链表。这是一个“中转站”或“大杂烩”。unsorted bin中的chunk处于乱序的状态，和时间、大小没有固定的关系。所有不在fast bin范围内的堆块释放后，都会先放入unsorted bin中。
   • 来源：一个较大的chunk被分割成两部分后，如果剩下的部分大于MINSIZE（64位系统中为0x20），就会被放到unsorted bin中；释放一个不属于fast bin的chunk，并且该chunk不和top chunk（即最初分配的很大的chunk）紧邻时，该chunk会被首先放到unsorted bin中。
   • 行为：当释放的块较大，或者来自 tcache（当 tcache 满时），会先放到这里。分配器在找不到合适块时，会来“整理”这个bin，把里面的块要么分配出去，要么归并到正确的 smallbin 或 largebin 中。

   Small_bin：(先进先出)

   

   • 特点：双向链表。存放稍大一些的小内存块,大小范围是[0x20,0x400-0x10]。

   • 每个bin链的头部的fd和arena相连，每个bin链的尾部的bk和arena相连，这里的arena指的是对应线程的arena（malloc_state结构体），如果我们能打印一个在非fast bin链中的fd/bk，就有可能知道libc的基地址。

   • small bin中的每个chunk的大小与其所在的bin的index的关系为：chunk_size=2＊SIZE_SZ＊index。

     

   Largebin：

   

   large bin中一共有63个bin，每个bin中的chunk大小不一致，而是处于一定的区间范围内。这63个bin被分成6组，每一组bin的chunk大小公差一致，其大小和下标的对应关系

   

   以64位系统的large bin为例进行说明。第一个large bin的起始chunk大小为1024字节，位于第一组，z这个组内有32个人槽，第一个槽可以存储的chunk的大小范围为[1024,1024+64）；第二个large bin的起始chunk大小为1024+64，位于第一组，该bin可以存储的chunk的大小范围为[1024+64,1024+64*2）。

   • 特点：双向链表。用于存放大的内存块。
   • 行为：一个链表中存放的是一个范围内的块大小，而不是固定大小。这些块会按大小排序，以便快速找到最合适的块。

tcache>fast_bin>undorted_bin>bin

内存分配的步骤

锁>fast_bin>small_bin

如果都不符合，遍历fast_bin，把相邻的bin进行合并，链接到unsorted_bin中

unsort_bin>申请，切割，<直接放入对应的bin链

还不符合就会到large_bin,然后是top_chunk

判断是不是主分配区去增加top_chunk，是用sbrk,不是用mmap(这个要判断是不是在分配阈值内)

分配阈值会映射一段区域返回，<如果是第一次调用malloc,主分配区域会先分配一块作为heap，不是第一次就brk()增加heap大小，非主分配去就切出一个chunk来返回

首先，系统会获取我们分配区的锁，如果找到没有加所的分配区，就先对改分配区上锁，如果所有都上锁了，就可以开新的分配区，有了自己的分配区后

第 1 步：转换请求大小与对齐

• 动作：malloc(size) 中的 size 是用户请求的字节数。分配器会将其转换为实际分配的内存块大小。
• 计算：chunk_size = size + metadata_size + alignment_padding
  • metadata_size：包含存储块大小（size）和标志位（如 P, M, A）的空间，通常为 2 * sizeof(size_t)。
  • alignment_padding：确保最终的内存地址满足对齐要求（例如 64 位系统下 16 字节对齐）。
• 目的：确保所有分配的内存都正确对齐，并且有空间存放管理信息。

第 2 步：检查 Tcache（线程本地缓存）

• 条件：如果请求的大小在 tcache 支持的范围内（通常是 64 个大小类，每个最大约 1032 字节）。
• 动作：
  1. 定位到当前线程的 tcache 结构。
  2. 找到对应大小类的单链表。
  3. 如果链表非空：直接从链表头部取出（unlink）第一个 chunk，将其地址返回给用户。整个过程完全无锁，速度极快。
  4. 如果链表为空：继续后续步骤。但在从后续步骤获取到块之后，会尝试填充 tcache。

第 3 步：检查 Fastbin

• 条件：如果请求的大小属于 fastbin 范围（小于等于 global_max_fast，默认 128 字节）。
• 动作：
  1. 获取 arena 的锁（因为 fastbin 是全局的，需要同步）。
  2. 找到对应大小类的 fastbin 单链表（LIFO）。
  3. 如果链表非空：取出表头的 chunk。
  4. Tcache Fill：检查当前线程的 tcache 对应链表是否还有空位（默认最多7个）。如果有，则尝试从 fastbin 中取出多个块（直到取完或 tcache 被填满）放入 tcache，然后返回最初取出的那个块。
  5. 如果链表为空：则继续后续步骤。

第 4 步：检查 Smallbin

• 条件：如果请求的大小属于 smallbin 范围（小于 1024 字节）。
• 动作：
  1. 找到对应大小类的 smallbin 双向链表（FIFO，每个bin中的块大小严格一致）。
  2. 如果链表非空：取出链表尾部的一个 chunk。
  3. Tcache Fill：同样，尝试用这个大小的块填充 tcache。
  4. 如果链表为空：则继续后续步骤。

第 5 步：核心循环 - 处理 Unsorted Bin

这是最复杂的一步，是分配器的“垃圾处理厂”和“中转站”。

• 动作：
  1. 遍历 unsorted bin：它是一个双向链表，存放着最近被释放的、还未分类的 chunk。
  2. 检查每一个 chunk：
     • 精确匹配？ 如果遇到一个 chunk 的大小正好等于请求的大小，则立即将其取出并返回。
     • 是 Last Remainder？ 如果遇到 last remainder chunk 且它的大小足够大，则对其进行分割：一部分返回给用户，剩余部分成为新的 last remainder（一种优化局部性的策略）。
     • 不匹配则分类：如果当前 chunk 既不匹配也不适合分割，就根据其大小将其从 unsorted bin 中卸下，并链入对应的 smallbin 或 largebin 中。这个过程称为 “unsorted bin 的清理”。
  3. 这个循环会一直进行，直到分配到块，或者 unsorted bin 被清空。

第 6 步：检查 Largebin

• 条件：如果请求的大小属于 largebin 范围（大于等于 1024 字节）。
• 动作：此时 unsorted bin 已被清空，分配器开始在对应的 largebin 中查找。
  • largebin 中的 chunk 按大小排序。
  • 分配器使用“最佳匹配”策略，寻找一个大小大于等于请求大小的最小 chunk。
  • 如果找到，就进行分割：一部分返回给用户，剩余部分作为新的空闲块放回 unsorted bin。

第 7 步：使用 Top Chunk（最后的挣扎）

如果以上所有步骤都找不到合适的空闲块，分配器只能求助于最后的家底——Top Chunk。

• 检查：判断 top chunk 的大小是否足够。

• 行动：

  • 如果足够：直接从 top chunk 中切割出所需的大小，剩余部分形成新的 top chunk。

  • 如果不足：

    此时就要判断是不是在主分配区了，如果在主分配区就要调用sbrk（）去增大top chunk，如果在非住分配区就要调用mmap（）来增加top chunk大小或者直接分配，这里好药判断是否在mmap的分配阈值内，大于就会映射一段区域返回给用户。小于就要判断是否是第一次调用malloc,是第一次就先分配一块区域作为我们的heap，如果初始化过了，住分配区就brk（）增加heap的大小，非住分配区就早top chunk中切出一个chunk返回给用户

    1. 先尝试合并 fastbin 中的块（通过调用 malloc_consolidate）来扩充 top chunk。
    2. 如果还不够，则调用 sys_brk 或 sys_mmap 向操作系统申请新的内存来扩大 top chunk。
    3. 然后再从扩大后的 top chunk 中进行切割。

内存回收的步骤

锁>

1.获取分配区的锁，以此保证线程安全

2.判断传入的指针是否为0，如果为0就直接返回传入。 free() 函数的指针是之前由 malloc()、calloc() 或 realloc() 分配的内存块的起始地址。这个指针至关重要，因为它告诉 free() 函数需要释放哪一块内存。free() 会利用这个地址，以及存储在内存块元数据中的信息，来确定要释放的内存块的大小，然后将其归还给内存分配器（或内核）。

3.不是0的话就判断是否为mmap分配的，是就调用munmap来释放

4.判断大小，小于max_fast,位于heap的顶端就和top chunk合并。不位于heap的顶端就放在fast_bin中，并且不改变p标志位

5.大于max_fast,判断前一个chunk是否空闲，如果是free状态就把他们合并在一起，接着判断是否与top_chunk相邻，相邻就合并

6.如果不与top_chunk合并，就判断下一个chunk是否为空闲的，是就把他们合并放在unsorted bin中，并更新合并后的chunk的大小

7.如果合并后的大小>FASTBIN_CONSOLIDATION_THRESHOLD 的，会遍历fast_bin链，和相邻chunk合并，然后链入unsorted_bin

8.最后判断top_chunk是否在mmap收缩范围内,主函数：会返回top chunk的一部分给系统，但是初始堆大小不会改变，非主分配区:收缩sub_chunk,吧top_chunk还给系统

FASTBIN_CONSOLIDATION_THRESHOLD 是一个在 glibc 内存分配器（ptmalloc）中使用的内部阈值，用于决定何时触发**fastbin 的合并（consolidation）**操作。此时我们的chunk会被遍历并与chunk合并然后链入我们的unsortedbin中，此时fast_bin会空

此时要判断是否超过这个阈值

判断 top chunk 的大小，是否大于 mmap 的收缩阈值（即 M_TRIM_THRESHOLD，通常默认值是 128KB）

主分配区：如果合并后的 top chunk 确实大于这个阈值，glibc 会调用 brk 系统调用，将 top chunk 末尾多余的部分收缩，并将这部分内存归还给操作系统。主分配区最初由 brk 扩展而来，这部分初始内存（通常是 128KB 或更大）是不会被收缩的。只有在程序后续通过 sbrk 进一步扩展的堆内存，才可能被收缩并归还。这是一种优化，因为它避免了频繁地收缩和扩展最初的堆区域

非主分配区：当非主分配区的 top chunk 在释放时变大，并且满足收缩条件（大于 M_TRIM_THRESHOLD），它会将 top chunk 的一部分或全部还给操作系统。如果一个线程释放了所有它自己分配的内存，并且合并后的 top chunk 包含了整个非主分配区的所有内存，那么 glibc 就会调用 munmap 系统调用，将整个 sub-heap（也就是这个线程的堆）归还给操作系统。这使得其他线程或进程可以立即重用这块内存，极大地提高了多线程环境下的内存回收效率。

特殊的chunk

Top Chunk（顶级块 / 荒野块）

Top Chunk 是系统已经分配给堆（通过 brk 或 mmap）但还未被 malloc 分配给用户程序的那部分空间。Top Chunk 是堆中所有已分配和空闲 chunk 的“边界”和“扩展基地”。它位于当前堆区的最高地址处。(低地址)

• 它是堆上最后一块也是最大的一块空闲 chunk。
• 它不属于任何 bin（fastbin, smallbin, unsortedbin, largebin）。
• 它的 size 字段记录了它自身的大小。

内存分配的最后手段：当所有的 bin（包括 unsortedbin）都无法满足一个内存分配请求时，分配器就会从 Top Chunk 中“切割”出一块来满足请求。

• 如果 Top Chunk 的大小足够：直接从其头部切下所需大小的内存，剩下的部分形成新的、更小的 Top Chunk。
• 如果 Top Chunk 的大小不足：通过 brk() 或 mmap() 系统调用向操作系统申请，扩大 Top Chunk 的大小，然后再进行切割。

堆的扩展与收缩：Top Chunk 是堆与操作系统交互的接口。堆通过调整 Top Chunk 的大小来动态增长或缩小。

整个 malloc 流程是一个精妙的性能与资源利用率之间的权衡：

• 常见路径（快）：size convert -> tcache -> fastbin -> return
• 非常见路径（慢但高效）：smallbin -> unsorted bin -> largebin -> return
• 保障路径（非常慢）：malloc_consolidate -> grow heap via syscall -> top chunk -> return****

Last Remainder Chunk（最后剩余块）

是 unsorted bin 中的一个特殊角色，它是一种优化策略，用于改善内存局部性。

它是什么？

• 它是最近一次从一个大 chunk 中分割后剩余下来的那部分。
• 它被单独记录在 unsorted bin 中，并被打上“特殊”的标记。

它有什么用？

场景：假设程序先申请了一块大内存（A），然后又申请了一小块内存（B），随后释放了 A。此时，A 作为一个大空闲块在 unsorted bin 中。接着，程序又申请一块和 B 大小相同的小内存。

• 如果没有 Last Remainder：分配器可能会从 unsorted bin 里随便找一块合适的内存进行切割，这可能发生在任何地址。
• 有了 Last Remainder：分配器会优先从刚才剩下的那个大块（即 Last Remainder Chunk）中进行切割。因为刚刚使用过的 B 很可能还在 CPU 缓存中，紧挨着 B 的 Last Remainder 也在缓存中的概率很高。从这个位置分配新的内存，缓存命中率更高，速度更快。

mmaped chunk

特性	普通堆块 (brk)	MMaped Chunk
来源	从 Top Chunk 分割而来	直接由 mmap() 系统调用创建
位置	主堆区内	独立的内存映射区
释放行为	放入各类 bin 中缓存，延迟归还	立即 munmap()，归还操作系统
元数据标志	PREV_INUSE (P) 等	IS_MMAPPED (M)
大小	通常小于 mmap阈值（默认128KB）	通常大于等于 mmap阈值
速度	快（无系统调用）	慢（需要系统调用）
主要影响	可能造成堆碎片	保持堆整洁，但可能有地址空间碎片

16.04>2.23

18.04>2.27

19.04>2.2

20.04>2.30