内存管理的经典算法Buddy

Buddy算法，内存管理的经典算法，主要的目的就是减少内存碎片，增加内存的使用率，在unix和linux中都是使用该算法进行内存分配管理。

以linux为例，在linux中，系统会分配一块free_area的数组，该数组的元素为一内存页块，每向上一级，页块的大小成倍增长，既：1、2、4、8、16、32、64、128….2n，如下图：
  
   

内存分配：
当进程向系统请求空间时，内存管理系统将在free_area数组中寻找大小适合空闲块，比如需要分配一块512K的空间，系统会在free_area中寻找大小为512K的快，假设首个内存页块大小为4K，则内核会寻找大小是第一个元素128倍的元素，在free_area中既是对应第7个元素，假如该元素对应的空间已经被分配，系统则会再向上搜索，既搜索第八个元素对应的页块链表，此时如果空间足够，则使用该块进行空间分配，由于该块的大小比所申请的空间大一倍，系统会将该块分割为两半，其中一半用于分配，而另外一半则插入上一元素空间，既free_area中第7个元素。如果仍然没有找到空闲的空间，则继续向上搜索。

内存回收：
内存回收的过程与分配的过程相反，在回收的时候，内核将检测是否存在相同大小的内存块，如果存在，则将它们进行合并，合成一个大小是原来两倍的新的空闲，每次结合完之后，代码还要检查是否可以继续合并成更大的页面。最佳情况是系统的空闲页面块将和允许分配的最大内存一样大。