- 힙 영역이 필요한 이유
- 특정 데이터를 여러 함수에 걸쳐 사용해야 한다면?
- 전역 변수는 모든 모듈에 노출되어 있는데, 모든 모듈에 노출하고 싶지 않을 때가 있음.
- 이때, 프로그래머가 직접 관리하는 특정 메모리 영역에 저장해야 함.
- 메모리 수명 주기에 프로그래머가 완전히 직접 제어할 수 있는 매우 큰 메모리 영역이 필요함.
- malloc 메모리 할당자 직접 구현하기
- c/c++ 언어에서 메모리의 도적 할당과 해제 요청은 모두 전문적으로 힙 영역에 메모리를 할당하고 해제하는 작은 프로그램에 전달되어야 함.
- 메모리 할당자 입장에서 적절한 크기의 메모리 영역을 제공하기만 하면 됨.
- 할당자는 그 메모리 영역에 무엇을 저장할지까지는 신경 쓰지 않음.
- 힙 영역은 사실 매우 간단한 구조로 되어 있음.
- 힙 영역 위에서 두 가지 문제를 해결해 나간다.
- malloc 함수 구현
- 힙 영역에서 사용 가능한 메모리 영역을 찾음.
- free 함수 구현
- 메모리 영역의 사용이 완료되었을 때 메모리 영역을 반환하는 방법
- 여유 메모리 조각 관리
- 어떤 영역이 사용 가능한 메모리고 어떤 영역이 이미 할당된 메모리인지 구분하는 방법이 필요함.
- 연결 리스트는 비교적 간단히 구현할 수 있는 방법임.
- 모든 메모리 조각을 연결 리스트로 관리 할 수 있음.
- 그러나 연결 리스트를 생성하려면 메모리 할당을 피할 수 없음.
- 우리는 할당자를 만들어야 하는데, 아직 존재하지 않는 메모리 할당자에 메모리를 요청하는 것은 자가 당착에 빠지는 것임.
- 따라서 연결 리스트와 메모리 사용 정보를 메모리 조각 그 자체에 함께 저장해야 함.
- 메모리 조각은 할당, 또는 해제된 전체 메모리 조각을 의미함.
- 다음 노드가 어디있는지 알려주는 포인터는 없지만, 메모리 사용 정보로 다음 노드 위치를 유추하는 것이 가능함.
- 다음 두 가지 정보만 기록하면 됨.
- 해당 메모리 조각이 비어 있는지 알려 주는 설정값
- 해당 메모리 조각의 크기를 기록한 숫자
- 메모리 할당 상태 추적
- 모든 메모리 조각을 추적하기 위해 머리 정보를 사용하면 됨.
- 마지막 비트를 이용하여 메모리 조각이 여유 상태인지 할당되었는지 확인 가능함.
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