tclmalloc内存管理

这是一个通用的内存管理库，可以代替new delete之类。内存管理主要关注两点，一是分配、释放的速度，二是内存的利用率，也就是内存碎片问题。这两个目标是冲突的，不同的内存管理算法在两者之间取不同的平衡点

为了提高分配、释放的速度，多核计算机上，主要做的工作是避免所有核同时在竞争内存，常用的做法是内存池，简单来说就是批量申请内存，然后切割成各种长度，各种长度都有一个拉链，申请、释放都只要在链表上操作，可以认为是O(1)的。

不可能所有的长度都对应一个链表。很多内存池是假设，A释放掉一块内存后，B会申请类似大小的内存，但是A释放的内存跟B需要的内存不一定完全相等，可能有一个小的误差，如果严格按大小分配，会导致复用率很低，这样各个拉链上都会有很多释放了，但是没有复用的内存，导致利用率很低。这个问题也是可以解决的，可以回收这些空闲的内存，但是这样就变成传统的内存管理，不停地对内存块作切割和合并，会导致效率低下。所以通常的做法是只分配有限种类的长度。一般的内存池只提供几十种选择。tcmalloc在这点做得比较激进，对于小内存，按8的整数次倍分配，对于大内存，按4K的整数次倍分配。这样做有两个好处，一是分配的时候比较快，那种提供几十种选择的内存池，往往要遍历一遍各种长度，才能选出合适的种类，而tcmalloc则可以简单地做几个运算就行了。二是短期的收益比较大，分配的小内存至多浪费7个字节，大内存则4K。但是长远来说，tcmalloc分配的种类还是比别的内存池要多很多的，可能会导致复用率很低。

所以tcmalloc还要有一套高效的机制回收这些空闲的内存。当一个线程的空闲内存比较多的时候，会交还给进程，进程可以把它调配给其他线程使用；如果某种长度交还给进程后，其他线程并没有需求，进程则把这些长度合并成内存页，然后切割成其他长度。如果进程占据的资源比较多呢，据说不会交回给操作系统。

相当于常见的内存池，tcmalloc的优势体现在：

（1）分配内存页的时候，直接跟OS打交道，而常用的内存池一般是基于别的内存管理器上分配，如果完全一样的内存管理策略，明显tcmalloc在性能及内存利用率上要省掉第三方内存管理的开销。之所以会出现这种情况，是因为大部分写内存池的coder都不太了解OS

（2）大部分的内存池只负责分配，不管回收。当然了，没有回收策略，也有别的方法解决问题。比如线程之间协调资源，模索模块一般是一写多读，也就是只有一个线程申请、释放内存，就不存在线程之间协调资源；为了避免某些块大量空闲，常用的做法是减少内存块的种类，提高复用率，这可能会造成内部碎片比较多，如果空闲的内存实在太多了，还可以直接重启。

作为一个通用的内存管理库，tcmalloc也未必能超过专用的比较粗糙的内存池。比如应用中主要用到7种长度的块，专用的内存池，可以只分配这7种长度，使得没有内部碎片。或者利用统计信息设置内存池的长度，也可以使得内部碎片比较少，以前做过一个工作是统计一下历史上的需求，然后用动态规则去算内存池长度设置，可以使得内部碎片很少，长度分布发生改变，则重启。

所以tcmalloc的意义在于，不需要增加任何开发代价，就能使得内存的开销比较少，而且可以从理论上证明，最优的分配不会比tcmalloc的分配好很多。

对比glibc可以发现，两者的思想其实是差不多的，差别只是在细节上，细节上的差别，对工程项目来说也是很重要的，至少在性能与内存使用率上tcmalloc是领先很多的。glibc在内存回收方面做得不太好，常见的一个问题，申请很多内存，然后又释放，只是有一小块没释放，这时候glibc就必须要等待这一小块也释放了，也把整个大块释放，极端情况下，可能会造成几G的浪费

代码风格方面，tcmalloc是用c风格写的，个人比较喜欢这种风格。不像有些人，喜欢摆弄C++的语法，先声明一个虚基类，然后反复继承实例化之类，一点小功能写个几百上千行，看得云里雾里。当然tcmalloc的代码也很长，我还没读完

但是，tclmalloc进行内存管理，不能用valgrind检查内存情况。可以使用google-perftools提供的heap checker
使用方法：
export HEAPCHECK=TYPE
TYPE可以为：minimal、normal、strict、draconian

更细节可以参考：http://google-perftools.googlecode.com/svn/trunk/doc/tcmalloc.html