一内存管理技术
1 内存管理的相关函数
1brk问题电脑无法完全删除分配的动态内存2sbrk3mmap4munmap函数 2 内存管理函数的层次关系
1对于malloc free2mmap 二文件的管理
1 基本概念2 常用基本操作函数重点
1open2close3read4write函数扩展
一、内存管理技术
1.1 内存管理的相关函数
（1）brk()（问题：电脑无法完全删除分配的动态内存）
#include <unistd.h>
int brk(
void *addr);
功能：
主要用于调整动态内存的大小，具体调整方式如下：
当addr > 原来的末尾地址时，表示申请动态内存；当addr = 原来的末尾地址时，表示动态内存不变；当addr < 原来的末尾地址时，表示释放动态内存；
注意： 虽然brk()既能申请动态内存，又能释放动态内存，但是释放动态内存更加方便，所以一般与sbrk()搭配使用，sbrk()专门用于申请，brk()专门用于释放；
（2）sbrk()
#include <unistd.h>
void* sbrk (intptr_t increment);
功能：
主要用于调整动态内存的大小，具体调整方式如下：
当increment > 0时分配虚拟内存；（increment：虚拟内存增量，单位：字节）当increment < 0时释放虚拟内存；当increment = 0时为当前堆尾指针；
练习： 使用sbrk函数申请内存，使用brk函数释放内存，首先申请一个int类型大小的动态内存，存放数据66，再申请一个double类型大小的动态内存，存放数据3.14，再申请10个字节大小的字符串空间，存放数据”hello“，打印相关数据，最后释放所有动态内存。
（3）mmap()
#include <sys/mman.h>
void *mmap(
void *addr, size_t
length,
int prot,
int flags,
int fd, off_t offset);
功能：
主要用于建立文件/设备到虚拟地址的映射；
参数：
第一个参数：建立映射的起始地址；（NULL表示系统内核指定）
第二个参数：建立映射的长度；
第三个参数：映射的访问权限；
PROT_EXEC - - - - 可执行
PROT_READ - - - - 可读
PROT_WRITE - - - 可写
PROT_NONE - - – 不可访问
第四个参数：具体的操作标志；
MAP_SHARED —- 映射区的数据直接反映到文件中
MAP_PRIVATE —- 映射区的数据不会反映到文件中
第五个参数：文件描述符；
第六个参数：偏移量；
返回值：
成功返回映射区的首地址，失败返回MAP_FAILED ((void*)-1)
（4）munmap函数
#include <sys/mman.h>
int munmap(
void *addr, size_t
length);
功能：
主要用于解除参数指定的映射；
参数：
第一个参数：映射区的首地址；
第二个参数：映射区的大小；
1.2 内存管理函数的层次关系
C++ ’—- 使用new()申请，delete()释放； | 标准C语言 —- 使用malloc()申请，free()释放；[上层] | POSIX标准 —- 使用sbrk()申请，brk()释放； | linux系列：ubuntu fedoral redhat debian … | 操作系统 —- 使用mmap()建立映射，munmap()解除映射；[底层]
（1）对于malloc() / free()
注意：
1）malloc/free成对出现；
2）未执行malloc，进程中没有堆区；
3）执行malloc后，系统会最少给当前进程分配33page；
4）每次malloc时，如果申请4个字节，实则耗费了更多的字节，其中多出 来的字节用于存储malloc的附加信息；在使用过程中不能越界，否则可能 造成未知后果。
（2）mmap：
1）动态申请内存； 2）映射文件：映射普通文件、映射设备（显存设备）
static的作用：
声明一个静态的变量；（数据段）
1）修饰局部变量；
2）修饰全局变量；（本模块可见）
3）修饰函数；（本模块可见）
const的作用：
常量（的）指针：int const *a;
指针常量：int * const a;
测试：
int a[10][20];
&a + 1 = a的地址+10*20*4的字节
二、文件的管理
2.1 基本概念
在linux系统中，几乎所有的一切都可以看作文件，包括目录、输入输出设备等。 /dev/null —- 空设备文件
如：
$ echo hello =>表示打印hello字符串
$ echo hello > a.txt =>表示将hello字符串插入到a.txt文件中，插入成功
$ cat /dev/null > a.txt =>表示清空文件中的内容
2.2 常用基本操作函数（重点）
标C中函数： fopen() / fclose() / fread() / fwrite() / fseek(); UC中函数： open() / close() / read() / write() / lseek();
（1）open()
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(
const char *pathname,
int flags);
int open(
const char *pathname,
int flags, mode_t mode);
int creat(
const char *pathname, mode_t mode);
功能：
主要用于打开/创建一个文件；
参数：
第一个参数：字符串形式的路径名
第二个参数：具体的操作标志
必须包含以下三个标志中一个：
O_RDONLY - - – 只读
O_WRONLY – – 只写
O_RDWR - - - - - 可读可写
除此之外，还可以按位或以下标志：
O_APPEND —- 以追加的方式打开文件；
O_CREAT - - - - 若文件不存在则创建，若存在则打开；
O_EXCL - - - - – 与O_CREAT搭配使用，若文件不存在则创建，若文件存在则创建失败；
O_TRUNC - - - -若文件存在，则清空文件中的内容；
第三个参数：指定新文件创建时的权限信息；（仅打开已存在的文件时，不需要该参数）
返回值：
success —- 新的文件描述符，error —- -1；
注意：
creat() is equivalent to open() with flags equal to
O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC.
（2）close()
#include <unistd.h>
int close(
int fd);
功能： 主要用于关闭参数指定的文件描述符，让该文件描述符不再代表任何一个文件，该文件描述符可以被再次使用；
返回值： success —- 0，error —- -1；
（3）read()
ssize_t
read(
int fd, void
*buf, size_t count);
//ssize_t = long
int; size_t = long unsigned
int
功能： 主要用于从参数指定的文件中读取数据；
参数： 第一个参数：文件描述符； 第二个参数：缓冲区首地址； 第三个参数：期望读取的字节数；
返回值： success —- 实际读取数据大小，error —- -1
（4）write函数
#include <unistd.h>
ssize_t write(
int fd,
const void *buf, size_t count);
功能： 主要用于将指定的数据写入到指定的文件中；
参数： 第一个参数：文件描述符； 第二个参数：缓冲区首地址； 第三个参数：期望写入的数据大小；
返回值： success —- 实际写入数据大小，error —- -1
注意： 写入多少字节，则文件读写位置前进多少字节。
练习： 分别使用标C和UC的文件操作函数向文件num.dat和num2.dat写入数据[1~100万]，观察程序执行的速度快慢。 测试结果：标C更快0.059s —- 0.949s
扩展：
执行命令：$ ls -l 01brk.c 结果如下： - r w - r w - r - - 1 文件类型 属主权限 属组权限 其他用户权限 硬链接数 xyq xyq 906 4月 22 15:37 01brk.c 属主名称 属组名称 文件大小 最后一次修改时间 文件名称 注意： 属主 —- 创建者，属组 —- 创建者所在组 其中文件的主要类型有： - 普通文件 d 目录文件 其中文件的权限主要有： r 可读 4 w 可写 2 x 可执行 1 - 没有此权限 0 因此：0664 => r w - r w - r - -
