课程笔记：c++内存管理

只关注虚拟内存，包括用户态的内存管理，不包括内核态的内存管理和物理内存。涉及一些cpu cache。以及一些示例参考。

课程大纲：

1. c++以外的内存管理（操作系统，c语言层次的内存管理）

2. c++的内存管理机制的发展

3. 如何使用c++的内存管理机制？（分为两种）
1. global allocator 全局分配器
2. local allocator 局部分配器

4. 通用malloc的实现
1. 不用动c++的global allocator （new / delete operator）
1. 直接用更先进的malloc实现来替换掉默认的实现

5. 局部分配器 local allocator（std::pmr）的用途与效果

1. c++以外的内存管理

操作系统的内存管理

1. sbrk()/brk() 可以用来增加/减少heap，手册中说明sbrk/brk可以改变program break，这里可以将program break理解为heap生长的方向的尾部，即改变它，就是改变heap的大小；https://man7.org/linux/man-pages/man2/brk.2.html

2. mmap 可以用来创建匿名内存段MAP_ANONYMOUS，默认是大块内存才使用mmap；

c的内存管理

1. mallloc和free：是基于系统调用sbrk或mmap实现的，分配的内存位于[heap] 堆 或者 匿名mmap

2. alloca：用来分配栈上的内存[stack]，是一个速度很快的函数，但是要注意分配的内存过大，可能会导致栈溢出、程序崩溃

3. 库函数

• linux平台使用LD_PRELOAD

• 其他平台参见：https://microsoft.github.io/mimalloc/overrides.html

2. c++的内存管理

• new expression：编译器会先调用new operator，再调用构造函数；

• delete expression：编译器会先调用析构函数，再调用delete operator；

• global new/delete operator：可以被重载，对malloc/free的包装；

• class new/delete operator： 优先调用class new/delete operator，如果class没有定义new/delete operator，才会调用global new/delete operator；