X86平台LINUX進程內存布局如下：
上面個段的含義如下：
text:存放程序代碼的，編譯時確定，只讀；
data:存放程序運行時就能確定的數據，可讀可寫；
bss:定義而沒有初始化的全局變量和靜態變量；
heap:一般由程序員分配，如果不釋放的話在程序結束的時候可能被OS回收；
stack:有編譯器自動分配釋放，存放函數的參數、局部變量等；
Mmap:映射區域；
程序可以直接使用系統調用來管理heap和mmap,但更多的時候是使用C提供的malloc和free來動態地分配和釋放內存。Linux上的stack的限制大致是8M,而在Windows上為2M.
C風格的內存管理程序：
也就是malloc和free,主要是通過brk或者mmap添加額外的虛擬內存。對於那些需要保持長期存儲的程序使用malloc來管理內存可能會非常令人失望，如果有大量的不固定的內存引用，經常難以知道他們如何被釋放。
池式內存管理：
應用程序可以更簡單地管理內存；內存分配和回收更快；可以預先分配錯誤處理池，以便程序在常規內存被耗盡時仍然可以恢復；有非常易於使用的標准實現。
內存池只適用於操作可以分階段的程序；通常不能和第三方庫很好滴合作；如果程序的結構發生變化則不得不修改內存池；必須記住需要從哪個池進行分配。
引用計數：
不能忘記調用引用計數函數；無法釋放作為循環數據結構的一部分；在多線程環境中更難也更慢。
垃圾回收：
永遠不必擔心內存的雙重釋放或者對象的生命周期；
無法干涉何時釋放內存；比其他形式的內才能管理更慢；如果忘記將不再使用的指針設置為null,
內存管理器的設計目標：
最大化兼容性；
最大化可移植性（能很好地和OS交流）；
浪費最小的空間（管理自身的數據結構也是需要內存的，還有一個需要注意的是碎片）；
最快的速度（2/8原則，主要用來優化熱點）；
最大化可調性（能適應多種分配的需求，或者是通過配置來適應）；
最大化局部性（這裡考慮的是CPU的cache和內存之間的關系）；
最大化調試功能（作為程序員就不用說了）；
最大化適應性（在不修改配置時候的適應性）；
ptmalloc實現了malloc和free以及一組其他函數，以提供動態內存管理的支持。分配器處於用戶程序和內核之間，用來響應用戶的分配請求，向操作系統申請內存，然後將其返回給用戶程序。為了保持高效的分配，分配器一般都會預先分配一大塊內存，並通過某種算法管理。用戶釋放掉的內存也並不是立即就返回給操作系統。ptmalloc在設計的時候折中了高效性、高空間利用率、高可用性等設計目標。其設計假設如下：
用mmap來分配長生命周期的大內存；
特別大的內存分配總是使用mmap;
短生命周期的內存分配使用brk;
盡量只緩存小的、臨時使用的內存，而大的內存則直接歸還給系統；
小內存塊只有在malloc和free的時候進行合並；
收縮堆的條件是當前free的快的大小加上前後能合並的chunk的大小大於64K,並且堆頂的大小達到閥值；
需要長期存儲的程序不適合ptmalloc;
總體上的結構如下：
而實際存在數據的是Chunk,使用中的Chunk的結構如下：
其中：
P:表示前一個Chunk是否在使用中；
M:標志Chunk是從那個內存區域獲得的虛擬內存；
A:標志是否是主分配區；
空閒的Chunk在內存中的結構如下：
在glibc中使用bin來管理空閒的chunk,細節就不說了。當空閒的chunk被鏈接到bin中的時候，ptmalloc會檢查他前後的chunk是否也是空閒的，如果是的話，就會合並成一個大的chunk.bin的結構如下：
ptmalloc為了提高分配的速度，會把一些小的chunk先放到Fast bins中。fast bins中的chunk並不改變它的使用標志P,這樣也就無法將他們合並，當用戶分配小的內存的時候，ptmalloc首先會在fast bins中查找響應的空閒塊，然後再去查找Unsorted bins中空閒的chunk.被合並後的chunk、或者是不能放在fast bins中的chunk會首先放在Unsorted bin中，如果在分配的時候在Unsorted bin中無法滿足要求，則將Unsorted bin中的chunk加入到bins中。
因為在分配內存的時候是用低地址到高地址分配的，這樣一個分配到的大的內存（用來模擬sub-heap）的上面很有可能是有一塊空閒的內存，也就是Top chunk.Top chunk是在fast bin和bins之後才考慮的，所以這段區間並不在bins這些結構中。如果ptmalloc設法在top chunk中分配一段空間時且top chunk不夠大，這時會重新分配一個新的sub-heap,並將top chunk遷移到新的sub-heap上。新的sub-heap與已有的sub-heap用單向鏈表連接起來。如下：
當要分配的空間足夠大的時候，ptmalloc會使用mmap來直接使用內存映射來講頁映射到進程空間。這樣分配的chunk在被free時將直接接觸映射，再次對這樣的內存區域的引用將會引起段錯誤。
Last remainder chunk是另外一種特殊的chunk,在分配一個small chunk的時候，如果在small bins中找不到合適的chunk,如果last remainder chunk的大小大於所需的small chunk大小。那麼它將會分裂成兩個，一個供用戶使用，另一個變成了新的Last remainder chunk.
ptmalloc的響應用戶內存分配請求的具體步驟：
獲取主分配區的鎖，如果失敗就查找非主分配區，再不行就創建新的非主分配區；
將用戶請求的大小轉換為實際需要分配的chunk空間的大小；
如果chunk_size<=max_fast則轉4,否則，跳轉5;
嘗試在fast bins中分配，如果成功則結束返回；
如果chunk_size<=512B則下一步，否則跳轉6;
查找對應的small bins,如果找到則分配成功；否則轉7;
合並fast bins中的chunk,遍歷unsorted bin中的chunk,如果只有一個chunk,並且這個chunk在上次的分配中被使用過，並且所需分配的chunk大小屬於smallbins,並且chunk的大小滿足要求，則直接將該chunk進行切割，分配結束；否則將其放入bins;
在large bins中查找；如果失敗轉9;
如果top chunk滿足要求，則從中分配出一塊；否則轉10;
如果是主分配區，調用sbrk增加top chunk的大小；否則分配一個新的sub-heap;或者直接使用mmap來分配；如果需要用mmap分配轉11,否則轉12;
使用mmap系統調用為程序的內存空間映射一塊空間，然後將指針返回給用戶程序；
判斷是否第一次調用malloc,若是主分配區，則進行一次初始化工作。否則根據10的規則來分配。
為了避免Glibc內存暴增，使用時需要注意一下幾點：
後分配的內存先釋放（top chunk的考慮）；
不適合用於管理長生命周期的內存，特別是持續不定期分配和釋放長生命周期的內存；
不要關閉ptmalloc的mmap分配閥值動態調整機制；
多線程分階段執行的程序不適合使用ptmalloc（更適合使用內存池）；
盡量減少程序的線程數量和避免頻繁分配、釋放內存；
