本發(fā)明涉及內(nèi)存領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)存管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)控制和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求較高，由于系統(tǒng)的內(nèi)存資源是有限的，當(dāng)應(yīng)用軟件占用內(nèi)存過(guò)多時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就會(huì)降低，這可能給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)安全隱患，因此，為了保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，必須控制應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)存的占用量，同時(shí)還必須實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的快速申請(qǐng)和釋放。

目前常用內(nèi)存申請(qǐng)接口，是直接從系統(tǒng)堆中分配內(nèi)存塊，具體的，操作系統(tǒng)首先從管理的內(nèi)存中查找出大于所需內(nèi)存大小的內(nèi)存空間給用戶，然后建立索引，并通過(guò)索引結(jié)構(gòu)管理這片分配給用戶的內(nèi)存，而查找合適的內(nèi)存空間并建立索引是比較耗時(shí)的操作，且由于用戶每次申請(qǐng)的內(nèi)存塊大小不規(guī)律，并存在頻繁的申請(qǐng)和釋放，這樣就會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)存碎片，導(dǎo)致大塊內(nèi)存申請(qǐng)無(wú)法滿足，從而會(huì)更多的占用系統(tǒng)資源。例如，現(xiàn)有的以openwrt為框架的小型嵌入式系統(tǒng)中，沒(méi)有單獨(dú)去劃分和管理內(nèi)存，沒(méi)有慎重考慮內(nèi)存碎片以及內(nèi)存故障診斷問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種內(nèi)存管理方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的內(nèi)存申請(qǐng)與釋放速率低、內(nèi)存碎片較多，出現(xiàn)內(nèi)存故障也不容易定位等問(wèn)題。

本發(fā)明方一種內(nèi)存管理方法，包括：

S10內(nèi)存申請(qǐng)方法：

S110根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的需求，查找相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是否存在空閑內(nèi)存塊，若是，則進(jìn)入步驟S120；否則，進(jìn)入步驟S130；

S120從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊，進(jìn)入步驟S140；

S130向系統(tǒng)申請(qǐng)相應(yīng)的空閑內(nèi)存塊；

S140將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中；

S20內(nèi)存釋放方法：

S210將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除；

S220將所述內(nèi)存塊進(jìn)行清空處理，還原至空閑內(nèi)存塊狀態(tài)；

S230根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中。

通過(guò)多個(gè)空閑鏈表和內(nèi)存占用鏈表，快速實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放，且每一業(yè)務(wù)申請(qǐng)對(duì)應(yīng)分配一個(gè)內(nèi)存塊，避免了內(nèi)存碎片的產(chǎn)生。

進(jìn)一步的，還包括：

S010進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，先將內(nèi)存初始化，并根據(jù)所述進(jìn)程向系統(tǒng)申請(qǐng)一內(nèi)存池；

S020根據(jù)所述進(jìn)程，將所述內(nèi)存池劃分成不同規(guī)格的內(nèi)存塊組；同一內(nèi)存塊組中包含若干大小相等的空閑內(nèi)存塊；所述內(nèi)存塊包括結(jié)構(gòu)頭、可存儲(chǔ)區(qū)、和診斷尾；所述結(jié)構(gòu)頭和診斷尾用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，且所述結(jié)構(gòu)頭上存儲(chǔ)有雙向指針；

S030將同一內(nèi)存塊組的空閑內(nèi)存塊通過(guò)所述雙向指針鏈接起來(lái)，形成所述規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表；

S040當(dāng)所述進(jìn)程中的模塊號(hào)下的業(yè)務(wù)占用了內(nèi)存塊時(shí)，利用所述雙向指針，將所述進(jìn)程中同一個(gè)模塊號(hào)下已占用的內(nèi)存塊鏈接起來(lái)構(gòu)成內(nèi)存占用鏈表。

根據(jù)具體的進(jìn)程，預(yù)估內(nèi)存的大小，然后申請(qǐng)預(yù)估大小的內(nèi)存池，并根據(jù)具體進(jìn)程將內(nèi)存池劃分成內(nèi)存塊，相同規(guī)格大小的內(nèi)存塊屬于同一個(gè)內(nèi)存塊組，同一內(nèi)存塊組中的內(nèi)存塊鏈接成了一個(gè)空閑內(nèi)存鏈表，也就是說(shuō)，有多少種規(guī)格的內(nèi)存塊或者說(shuō)內(nèi)存塊組，也就有多少種相應(yīng)的空閑內(nèi)存鏈表。一個(gè)空閑內(nèi)存鏈表中的空閑內(nèi)存塊大小相同，這樣非常便于內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)的分配與管理，處理起來(lái)高效而快速。

一個(gè)進(jìn)程中有不同的模塊號(hào)，每個(gè)模塊號(hào)下有若干業(yè)務(wù)信息。而內(nèi)存占用鏈表是根據(jù)模塊號(hào)來(lái)分組。一個(gè)進(jìn)程下有多少個(gè)模塊號(hào)，便對(duì)應(yīng)了有多少個(gè)內(nèi)存占用鏈表。同一個(gè)模塊號(hào)下的業(yè)務(wù)申請(qǐng)的內(nèi)存塊鏈接在一個(gè)內(nèi)存占用鏈表中，使得管理起來(lái)容易，且出現(xiàn)問(wèn)題的話，更容易查找定位。

進(jìn)一步的，還包括S30診斷方法：

S310查找相應(yīng)模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表；

S320遍歷所述內(nèi)存占用鏈表，判斷所述內(nèi)存占用鏈表中的內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息是否被擦寫，若是進(jìn)入步驟S330；

S330判斷所述內(nèi)存塊為壞塊。

遍歷內(nèi)存占用鏈表，通過(guò)結(jié)構(gòu)頭的信息是否被擦寫來(lái)判斷該內(nèi)存塊是否是壞塊，或者通過(guò)結(jié)構(gòu)頭信息中的標(biāo)注位是否被更改也可判斷該內(nèi)存塊是否是壞塊，如此，可快速找到故障所在。另外，還可根據(jù)內(nèi)存塊的診斷尾存儲(chǔ)的位置信息，快速索引到對(duì)應(yīng)的申請(qǐng)位置。

進(jìn)一步的，所述步驟S120包括步驟：

S121從所述內(nèi)存空閑鏈表的頭部或尾部移除所述空閑內(nèi)存塊；

所述步驟S140包括步驟：

S141根據(jù)所述業(yè)務(wù)信息，填充所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭和診斷尾信息，所述內(nèi)存塊的可存儲(chǔ)區(qū)用于給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息；

S142將所述內(nèi)存塊掛載在以所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)為下標(biāo)的內(nèi)存占用鏈表頭部或尾部；

所述步驟S210包括：

S211根據(jù)待釋放內(nèi)存塊的雙向指針，在所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中找到所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊及后一內(nèi)存塊；

S212將所述待釋放內(nèi)存塊從所述內(nèi)存占用鏈表中移除；

S213將所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊和后一內(nèi)存塊鏈接起來(lái)；

所述步驟S230包括：

S231根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊掛載在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表頭部或尾部。

根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則，在鏈表中增加內(nèi)存塊時(shí)，掛載在該鏈表的頭部或尾部，無(wú)需考慮內(nèi)存塊的地址信息來(lái)插入鏈表，管理簡(jiǎn)單，快速。

同樣的，在內(nèi)存使用中，從空閑內(nèi)存鏈表中移除空閑內(nèi)存塊時(shí)，也不需考慮地址問(wèn)題，直接從內(nèi)存空閑鏈表的頭部或尾部移除使用即可。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭，用于存儲(chǔ)雙向指針、內(nèi)存塊的總大小、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位、及所屬的模塊號(hào)信息；

所述內(nèi)存塊的診斷尾，用于存儲(chǔ)申請(qǐng)所述內(nèi)存塊的文件名、行號(hào)信息。

所述內(nèi)存塊的大小為2ⁱ，其中i為自然數(shù)。

內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭和診斷尾存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，便于查找、判斷和定位。

本發(fā)明還提供了一種內(nèi)存管理系統(tǒng)，包括內(nèi)存管理模塊、查找模塊、操作模塊，所述內(nèi)存管理模塊分別與所述查找模塊、操作模塊相連；其中：

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊接收到內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的需求，通過(guò)所述查找模塊查找相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是否存在空閑內(nèi)存塊，若是，則所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊，否則所述內(nèi)存管理模塊向系統(tǒng)申請(qǐng)相應(yīng)的空閑內(nèi)存塊；

所述內(nèi)存管理模塊將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述操作模塊將所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)存塊添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中；

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊接收到內(nèi)存釋放申請(qǐng)時(shí)，所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除；并將所述內(nèi)存塊進(jìn)行清空處理，還原至空閑內(nèi)存塊狀態(tài)；再根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中。

通過(guò)本發(fā)明的系統(tǒng)，可快速申請(qǐng)內(nèi)存和釋放內(nèi)存，且不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

進(jìn)一步的，還包括初始化模塊，內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊、內(nèi)存空間劃分模塊；所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊分別與所述初始化模塊及所述內(nèi)存空間劃分模塊相連，且所述內(nèi)存管理模塊分別與所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊、內(nèi)存空間劃分模塊相連，其中：

當(dāng)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，所述初始模塊將內(nèi)存初始化，所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊根據(jù)所述進(jìn)程向系統(tǒng)申請(qǐng)一內(nèi)存池；

所述內(nèi)存空間劃分模塊根據(jù)所述進(jìn)程，將所述內(nèi)存池劃分成不同規(guī)格的內(nèi)存塊組；同一內(nèi)存塊組中包含若干大小相等的空閑內(nèi)存塊；所述內(nèi)存塊包括結(jié)構(gòu)頭、可存儲(chǔ)區(qū)、和診斷尾；所述結(jié)構(gòu)頭和診斷尾用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，且所述結(jié)構(gòu)頭上存儲(chǔ)有雙向指針；

所述內(nèi)存管理模塊將同一內(nèi)存塊組的空閑內(nèi)存塊通過(guò)所述雙向指針鏈接起來(lái)，形成所述規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表；

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊判斷進(jìn)程中的模塊號(hào)下的業(yè)務(wù)占用了內(nèi)存塊時(shí)，所述內(nèi)存管理模塊利用所述雙向指針，將所述進(jìn)程中同一個(gè)模塊號(hào)下已占用的內(nèi)存塊鏈接起來(lái)構(gòu)成內(nèi)存占用鏈表。

進(jìn)一步的，還包括遍歷判斷模塊，所述遍歷判斷模塊分別與所述查找模塊及內(nèi)存管理模塊相連，其中：

所述查找模塊查找相應(yīng)模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表；

所述遍歷判斷模塊遍歷所述內(nèi)存占用鏈表，判斷所述內(nèi)存占用鏈表中的內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息是否被擦寫，若是，則判斷所述內(nèi)存塊為壞塊。

本系統(tǒng)還能夠?qū)?nèi)存塊進(jìn)行診斷，判斷該內(nèi)存塊是否是壞塊，根據(jù)壞塊位置來(lái)對(duì)內(nèi)存故障進(jìn)行定位。

進(jìn)一步的，內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)：

所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊是指所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表的頭部或尾部移除一空閑內(nèi)存塊；

所述內(nèi)存管理模塊將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述操作模塊將所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)存塊添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)下的內(nèi)存占用鏈表中包括：所述內(nèi)存管理模塊根據(jù)所述業(yè)務(wù)信息，填充所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭和診斷尾信息，所述內(nèi)存塊的可存儲(chǔ)區(qū)用于給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息；所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下將所述內(nèi)存塊掛載在以所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)為下標(biāo)的內(nèi)存占用鏈表頭部或尾部；

內(nèi)存釋放時(shí)：

所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除包括：所述操作模塊在所述內(nèi)存管理模塊的控制下，根據(jù)待釋放內(nèi)存塊的雙向指針，在所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中找到所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊及后一內(nèi)存塊；所述操作模塊將所述待釋放內(nèi)存塊從所述內(nèi)存占用鏈表中移除；所述操作模塊將所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊和后一內(nèi)存塊鏈接起來(lái)；

所述操作模塊根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是指所述操作模塊根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊掛載在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表頭部或尾部。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭，用于存儲(chǔ)雙向指針、內(nèi)存塊的總大小、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位、及所屬的模塊號(hào)信息；

所述內(nèi)存塊的診斷尾，用于存儲(chǔ)申請(qǐng)所述內(nèi)存塊的文件名、行號(hào)信息。

所述內(nèi)存塊的大小為2ⁱ，其中i為自然數(shù)。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明提供的內(nèi)存管理方法及系統(tǒng)，有效提高了內(nèi)存申請(qǐng)與釋放的效率，避免了內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，通過(guò)本發(fā)明還能對(duì)故障進(jìn)行診斷和定位。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為本發(fā)明內(nèi)存管理方法第一實(shí)施例中的內(nèi)存申請(qǐng)方法流程圖；

圖1b為本發(fā)明內(nèi)存管理方法第一實(shí)施例中的內(nèi)存釋放方法流程圖；

圖2為本發(fā)明內(nèi)存管理方法第二實(shí)施例中的申請(qǐng)內(nèi)存池，并進(jìn)行劃分管理方法流程圖；

圖3a為本發(fā)明內(nèi)存管理方法第四實(shí)施例中的內(nèi)存申請(qǐng)方法流程圖；

圖3b為本發(fā)明內(nèi)存管理方法第四實(shí)施例中的內(nèi)存釋放方法流程圖；

圖4為本發(fā)明內(nèi)存管理方法另一實(shí)施例中的內(nèi)存塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明內(nèi)存管理方法另一實(shí)施例中的內(nèi)存桶示意圖；

圖6a為本發(fā)明內(nèi)存管理方法另一實(shí)施例中的內(nèi)存申請(qǐng)方法流程圖；

圖6b為本發(fā)明內(nèi)存管理方法另一實(shí)施例中的內(nèi)存釋放方法流程圖；

圖6c為本發(fā)明內(nèi)存管理方法另一實(shí)施例中的內(nèi)存診斷方法流程圖；

圖7為本發(fā)明內(nèi)存管理系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明公開了一種內(nèi)存管理方法，本方法第一實(shí)施例包括了申請(qǐng)方法和釋放方法，具體的：

S10內(nèi)存申請(qǐng)方法，如圖1a所示，包括：

S110根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的需求，查找相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是否存在空閑內(nèi)存塊，若是，則進(jìn)入步驟S120；否則，進(jìn)入步驟S130；

S120從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊，進(jìn)入步驟S140；

S130向系統(tǒng)申請(qǐng)相應(yīng)的空閑內(nèi)存塊；

S140將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中；

S20內(nèi)存釋放方法，如圖1b所示，包括：

S210將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除；

S220將所述內(nèi)存塊進(jìn)行清空處理，還原至空閑內(nèi)存塊狀態(tài)；

S230根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中。

通過(guò)多個(gè)內(nèi)存空閑鏈表、進(jìn)程下的不同模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表來(lái)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行統(tǒng)一管理，將空閑內(nèi)存塊按照規(guī)格大小鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中，內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)，只需根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的大小，快速找到大于或等于該申請(qǐng)內(nèi)存大小，且最接近該申請(qǐng)內(nèi)存大小的內(nèi)存塊組，從內(nèi)存塊組所在的內(nèi)存空閑鏈表中將一空閑內(nèi)存塊移除，用于存儲(chǔ)該業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，該內(nèi)存塊被占用后，再根據(jù)存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)，將該內(nèi)存塊添加到該模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中。內(nèi)存釋放時(shí)，則將待釋放的內(nèi)存塊從內(nèi)存占用鏈表中移除，清空還原處理后再添加到相應(yīng)的內(nèi)存空閑鏈表中即可。通過(guò)內(nèi)存空閑鏈表和內(nèi)存占用鏈表來(lái)管理內(nèi)存塊，避免內(nèi)存碎片問(wèn)題，提升內(nèi)存處理的效率和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明方法的第二實(shí)施例，在上述內(nèi)存申請(qǐng)與釋放管理之前，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，需根據(jù)進(jìn)程申請(qǐng)內(nèi)存池，并進(jìn)行劃分管理，具體的，如圖2所示，包括步驟：

S010進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，先將內(nèi)存初始化，并根據(jù)所述進(jìn)程向系統(tǒng)申請(qǐng)一內(nèi)存池；

S020根據(jù)所述進(jìn)程，將所述內(nèi)存池劃分成不同規(guī)格的內(nèi)存塊組；同一內(nèi)存塊組中包含若干大小相等的空閑內(nèi)存塊；所述內(nèi)存塊包括結(jié)構(gòu)頭、可存儲(chǔ)區(qū)、和診斷尾；所述結(jié)構(gòu)頭和診斷尾用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，且所述結(jié)構(gòu)頭上存儲(chǔ)有雙向指針；

S030將同一內(nèi)存塊組的空閑內(nèi)存塊通過(guò)所述雙向指針鏈接起來(lái)，形成所述規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表；

S040當(dāng)所述進(jìn)程中的模塊號(hào)下的業(yè)務(wù)占用了內(nèi)存塊時(shí)，利用所述雙向指針，將所述進(jìn)程中同一個(gè)模塊號(hào)下已占用的內(nèi)存塊鏈接起來(lái)構(gòu)成內(nèi)存占用鏈表。

以進(jìn)程為基本單位，每一進(jìn)程申請(qǐng)一內(nèi)存池，內(nèi)存池中地址是連續(xù)的，當(dāng)然內(nèi)存池的大小是根據(jù)這個(gè)進(jìn)程預(yù)估得出的，一般不會(huì)出現(xiàn)不夠用的情況。獲取內(nèi)存池后再根據(jù)進(jìn)程進(jìn)行預(yù)估，將內(nèi)存池劃分成不同規(guī)格的內(nèi)存塊組，每一個(gè)內(nèi)存塊組中有許多大小相同的內(nèi)存塊。例如，32K的內(nèi)存塊組中所含的內(nèi)存塊均為32K大小；64K的內(nèi)存塊組中所含的內(nèi)存塊均為64K大小。而每一個(gè)內(nèi)存塊中又劃分出了結(jié)構(gòu)頭、診斷尾和中間部分的可存儲(chǔ)區(qū)；其中結(jié)構(gòu)頭和診斷尾用于存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，比如存儲(chǔ)的文件名、數(shù)據(jù)大小、標(biāo)識(shí)位、申請(qǐng)信息所處的行號(hào)等等；可存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)具體的數(shù)據(jù)信息；結(jié)構(gòu)頭中還存儲(chǔ)有雙向指針，通過(guò)內(nèi)存塊的雙向指針鏈接起來(lái)的鏈表中，內(nèi)存塊中的雙向指針?lè)謩e指向與之相連的后一內(nèi)存塊和前一內(nèi)存塊。所以，從該鏈表的任意一個(gè)內(nèi)存塊開始，都可以很方便地訪問(wèn)它的前一內(nèi)存塊和后一內(nèi)存塊。內(nèi)存占用鏈表是以模塊號(hào)來(lái)劃分的，同一個(gè)進(jìn)程下有許多不同的模塊號(hào)，不同的模塊號(hào)下有許多的的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，每一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求會(huì)分配一個(gè)空閑內(nèi)存塊，屬于同一個(gè)模塊下的業(yè)務(wù)請(qǐng)求獲取的內(nèi)存塊會(huì)通過(guò)雙向指針鏈接在一起，構(gòu)成該模塊的內(nèi)存占用鏈表。

本發(fā)明內(nèi)存管理方法的第三實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括診斷方法，具體的，包括：

S310查找相應(yīng)模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表；

S320遍歷所述內(nèi)存占用鏈表，判斷所述內(nèi)存占用鏈表中的內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息是否被擦寫，若是進(jìn)入步驟S330；

S330判斷所述內(nèi)存塊為壞塊。

每一個(gè)內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭部分均存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，比如申請(qǐng)文件大小、名稱、標(biāo)識(shí)位等，如果占用鏈表中的某個(gè)內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息被擦寫了，很可能是前一內(nèi)存塊的數(shù)據(jù)溢出了，從而擦寫了后一內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息，那么只需要查看內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息部分，即可判斷是否被占用了，如果被占用，那么就判斷這個(gè)內(nèi)存塊為壞塊，同時(shí)也可以查找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)溢出的內(nèi)存塊所處的位置，便于后續(xù)處理。如果結(jié)構(gòu)頭中存儲(chǔ)有標(biāo)識(shí)位，也可以查看結(jié)構(gòu)頭的標(biāo)識(shí)位是否改變來(lái)判斷是否為壞塊。本實(shí)施例提供的內(nèi)存診斷方法，是一種內(nèi)存故障定位的簡(jiǎn)單有效手段。

本發(fā)明的內(nèi)存管理方法第四實(shí)施例，在上述第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，其內(nèi)存申請(qǐng)方法，如圖3a所示，包括：

S110根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的需求，查找相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是否存在空閑內(nèi)存塊，若是，則進(jìn)入步驟S120；否則，進(jìn)入步驟S130

S121從所述內(nèi)存空閑鏈表的頭部或尾部移除所述空閑內(nèi)存塊；

S130向系統(tǒng)申請(qǐng)相應(yīng)的空閑內(nèi)存塊；

S141根據(jù)所述業(yè)務(wù)信息，填充所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭和診斷尾信息，所述內(nèi)存塊的可存儲(chǔ)區(qū)用于給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息；

S142將所述內(nèi)存塊掛載在以所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)為下標(biāo)的內(nèi)存占用鏈表頭部或尾部；

內(nèi)存釋放方法，如圖3b所示，包括：

所述步驟S210包括：

S211根據(jù)待釋放內(nèi)存塊的雙向指針，在所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中找到所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊及后一內(nèi)存塊；

S212將所述待釋放內(nèi)存塊從所述內(nèi)存占用鏈表中移除；

S213將所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊和后一內(nèi)存塊鏈接起來(lái)；

S220將所述內(nèi)存塊進(jìn)行清空處理，還原至空閑內(nèi)存塊狀態(tài)；

S231根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊掛載在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表頭部或尾部。

空閑內(nèi)存鏈表中空閑內(nèi)存塊的移除，可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，從空閑內(nèi)存鏈表的頭部或尾部移除空閑內(nèi)存塊；而內(nèi)存塊被釋放后，也可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，掛載在空閑內(nèi)存鏈表的頭部或尾部；

同樣的，添加在占用內(nèi)存鏈表中的內(nèi)存塊，也可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，掛載在內(nèi)存占用鏈表的頭部或尾部。

如此，操作起來(lái)簡(jiǎn)單而快速，提高了內(nèi)存管理效率。

較佳的，在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭，用于存儲(chǔ)雙向指針、內(nèi)存塊的總大小、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位、及所屬的模塊號(hào)信息；

所述內(nèi)存塊的診斷尾，用于存儲(chǔ)申請(qǐng)所述內(nèi)存塊的文件名、行號(hào)信息。

所述內(nèi)存塊的大小為2ⁱ，其中i為自然數(shù)。

內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，其中結(jié)構(gòu)頭A中包括雙向指針、當(dāng)前內(nèi)存塊總大小，標(biāo)志位，屬于哪個(gè)模塊等信息；可存儲(chǔ)區(qū)B用于存儲(chǔ)具體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，大小是以2的冪為基數(shù)大小；診斷尾C中包括申請(qǐng)當(dāng)前內(nèi)存塊結(jié)構(gòu)的文件名，以及行號(hào)等診斷信息。所述診斷尾中存儲(chǔ)的行號(hào)信息，是指申請(qǐng)的文件/業(yè)務(wù)在系統(tǒng)程序中的具體位置信息，因此，可通過(guò)該診斷尾信息快速定位到程序中的具體申請(qǐng)位置，便于后續(xù)的診斷查找和修復(fù)。

本發(fā)明方法的另一實(shí)施例，以openwrt為框架的小型嵌入式系統(tǒng)中，在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，申請(qǐng)大塊內(nèi)存池進(jìn)行重劃分與管理，把內(nèi)存切分成固定大小的塊結(jié)構(gòu)，具體大小以2的冪為基數(shù)，增加內(nèi)存結(jié)構(gòu)頭，診斷尾；增加內(nèi)存分配鏈表以及空閑鏈表，申請(qǐng)與釋放內(nèi)存時(shí)只需移動(dòng)指針位置。既避免了內(nèi)存碎片的問(wèn)題，又提高了內(nèi)存的申請(qǐng)釋放效率，同時(shí)增加了調(diào)試診斷的接口。

進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，先內(nèi)存初始化，預(yù)先從系統(tǒng)堆中申請(qǐng)大塊內(nèi)存池，然后把該池切分成內(nèi)存塊結(jié)構(gòu)，相同大小的內(nèi)存塊屬于同一個(gè)內(nèi)存桶，如圖5所示；通過(guò)內(nèi)存頭結(jié)構(gòu)中的雙向指針把所有內(nèi)存塊連接起來(lái)，形成內(nèi)存空閑鏈表。每個(gè)固定大小的內(nèi)存桶有一個(gè)內(nèi)存空閑鏈表結(jié)構(gòu)。

在申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，從空閑鏈表移除內(nèi)存塊給用戶，并增加該內(nèi)存塊到內(nèi)存占用鏈表，然后更新想統(tǒng)計(jì)和診斷信息，具體的，如圖6a所示。

釋放內(nèi)存時(shí)，把該內(nèi)存塊從占用鏈表中移除，并還回到空閑鏈表，然后更新想統(tǒng)計(jì)和診斷信息，具體的，如圖6b所示。

此外，還提供接口，供內(nèi)存診斷使用，診斷流程如圖6c所示。

本實(shí)施例采用預(yù)分配內(nèi)存桶的方法，增加內(nèi)存頭和診斷尾，利用空閑鏈表和占用鏈表對(duì)內(nèi)存塊進(jìn)行統(tǒng)一管理。該方法可以很好的避免內(nèi)存碎片問(wèn)題，提升內(nèi)存處理的效率和準(zhǔn)確性，增加了內(nèi)存故障定位的簡(jiǎn)單有效手段。

基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種內(nèi)存管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可執(zhí)行上述方法實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)如圖7所示。包括內(nèi)存管理模塊10、查找模塊20、操作模塊30，所述內(nèi)存管理模塊10分別與所述查找模塊20、操作模塊30相連；其中：

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊10接收到內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)信息申請(qǐng)內(nèi)存的需求，通過(guò)所述查找模塊20查找相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是否存在空閑內(nèi)存塊，若是，則所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊，否則所述內(nèi)存管理模塊10向系統(tǒng)申請(qǐng)相應(yīng)的空閑內(nèi)存塊；

所述內(nèi)存管理模塊10將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述操作模塊30將所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)存塊添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中；

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊10接收到內(nèi)存釋放申請(qǐng)時(shí)，所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除；并將所述內(nèi)存塊進(jìn)行清空處理，還原至空閑內(nèi)存塊狀態(tài)；再根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中。

比如空閑內(nèi)存鏈表的規(guī)格有16字節(jié)、32字節(jié)、64字節(jié)、128字節(jié)等若干規(guī)格，當(dāng)進(jìn)程中的某個(gè)模塊號(hào)下的一個(gè)業(yè)務(wù)申請(qǐng)54字節(jié)大小的內(nèi)存時(shí)，內(nèi)存管理模塊10根據(jù)申請(qǐng)的內(nèi)存大小54字節(jié)，從大于或等于54字節(jié)，且最接近的空閑內(nèi)存鏈表中查找空閑內(nèi)存塊來(lái)分配給該業(yè)務(wù)。因此，管理模塊會(huì)從規(guī)格為64的空閑內(nèi)存鏈表中移除一內(nèi)存塊給該業(yè)務(wù)。規(guī)格為64字節(jié)的空閑內(nèi)存鏈表中，所有的內(nèi)存塊均為64字節(jié)大小。而內(nèi)存占用鏈表是以模塊號(hào)來(lái)分組的，同一模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中占用的內(nèi)存塊大小不一定相等，但都屬于同一個(gè)進(jìn)程中的同一個(gè)模塊號(hào)。由于每一個(gè)業(yè)務(wù)申請(qǐng)分配一個(gè)內(nèi)存塊，內(nèi)存塊釋放后又會(huì)掛載到相應(yīng)規(guī)格的空閑內(nèi)存鏈表中，因此不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片的問(wèn)題，都可使用。

本發(fā)明的內(nèi)存管理系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，避免內(nèi)存碎片問(wèn)題，提升內(nèi)存處理的效率和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明內(nèi)存管理系統(tǒng)的另一實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括初始化模塊40，內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊50、內(nèi)存空間劃分模塊60；所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊50分別與所述初始化模塊40及所述內(nèi)存空間劃分模塊60相連，且所述內(nèi)存管理模塊10分別與所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊50、內(nèi)存空間劃分模塊60相連，其中：

當(dāng)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，所述初始模塊將內(nèi)存初始化，所述內(nèi)存空間申請(qǐng)模塊50根據(jù)所述進(jìn)程向系統(tǒng)申請(qǐng)一內(nèi)存池；

所述內(nèi)存空間劃分模塊60根據(jù)所述進(jìn)程，將所述內(nèi)存池劃分成不同規(guī)格的內(nèi)存塊組；同一內(nèi)存塊組中包含若干大小相等的空閑內(nèi)存塊；所述內(nèi)存塊包括結(jié)構(gòu)頭、可存儲(chǔ)區(qū)、和診斷尾；所述結(jié)構(gòu)頭和診斷尾用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，且所述結(jié)構(gòu)頭上存儲(chǔ)有雙向指針；

所述內(nèi)存管理模塊10將同一內(nèi)存塊組的空閑內(nèi)存塊通過(guò)所述雙向指針鏈接起來(lái)，形成所述規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表；

當(dāng)所述內(nèi)存管理模塊10判斷進(jìn)程中的模塊號(hào)下的業(yè)務(wù)占用了內(nèi)存塊時(shí)，所述內(nèi)存管理模塊10利用所述雙向指針，將所述進(jìn)程中同一個(gè)模塊號(hào)下已占用的內(nèi)存塊鏈接起來(lái)構(gòu)成內(nèi)存占用鏈表。

申請(qǐng)的內(nèi)存池由于已被初始化，因此劃分成內(nèi)存塊后，內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)可快速分配使用。

內(nèi)存池大小的申請(qǐng)及內(nèi)存塊的劃分是根據(jù)進(jìn)程預(yù)估的，因此在該進(jìn)程后續(xù)的內(nèi)存使用中較為便捷，適用，相當(dāng)于為該進(jìn)程量身定制。不同的進(jìn)程申請(qǐng)的內(nèi)存池大小不同，劃分也不同，通過(guò)預(yù)估，可獲得這個(gè)進(jìn)程的大概適用內(nèi)存大小，一方面避免了內(nèi)存的浪費(fèi)，另一方面降低了內(nèi)存不足的概率。一般情況下內(nèi)存塊組中的空閑內(nèi)存塊不會(huì)出現(xiàn)短缺現(xiàn)象，如果萬(wàn)一使用時(shí)該規(guī)格的內(nèi)存塊沒(méi)有了的話，可再像系統(tǒng)申請(qǐng)，或者也可向數(shù)量較多的大于該內(nèi)存的內(nèi)存塊申請(qǐng)使用。

空閑內(nèi)存鏈表和占用內(nèi)存鏈表的創(chuàng)建，大大提高了內(nèi)存管理的有效性，準(zhǔn)確性，也避免了內(nèi)存碎片的問(wèn)題。

較佳的，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上還包括遍歷判斷模塊70，所述遍歷判斷模塊70分別與所述查找模塊20及內(nèi)存管理模塊10相連，其中：

所述查找模塊20查找相應(yīng)模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表；

所述遍歷判斷模塊70遍歷所述內(nèi)存占用鏈表，判斷所述內(nèi)存占用鏈表中的內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息是否被擦寫，若是，則判斷所述內(nèi)存塊為壞塊。

內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭或診斷尾部分可為內(nèi)存診斷提供依據(jù)。通過(guò)內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭信息判斷內(nèi)存塊為壞塊后，可再根據(jù)診斷尾信息，查找到該內(nèi)存塊的相關(guān)信息，比如申請(qǐng)?jiān)搩?nèi)存塊的位置等。

本發(fā)明系統(tǒng)的另一實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在內(nèi)存申請(qǐng)時(shí)：

所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表中移除一空閑內(nèi)存塊是指所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，從所述內(nèi)存空閑鏈表的頭部或尾部移除一空閑內(nèi)存塊；

所述內(nèi)存管理模塊10將所述空閑內(nèi)存塊分配給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，所述操作模塊30將所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)存塊添加到所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)下的內(nèi)存占用鏈表中包括：所述內(nèi)存管理模塊10根據(jù)所述業(yè)務(wù)信息，填充所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭和診斷尾信息，所述內(nèi)存塊的可存儲(chǔ)區(qū)用于給業(yè)務(wù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息；所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下將所述內(nèi)存塊掛載在以所述業(yè)務(wù)所屬的模塊號(hào)為下標(biāo)的內(nèi)存占用鏈表頭部或尾部；

在內(nèi)存釋放時(shí)：

所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，將待釋放的內(nèi)存塊從所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中移除包括：所述操作模塊30在所述內(nèi)存管理模塊10的控制下，根據(jù)待釋放內(nèi)存塊的雙向指針，在所述模塊號(hào)的內(nèi)存占用鏈表中找到所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊及后一內(nèi)存塊；所述操作模塊30將所述待釋放內(nèi)存塊從所述內(nèi)存占用鏈表中移除；所述操作模塊30將所述待釋放內(nèi)存塊的前一內(nèi)存塊和后一內(nèi)存塊鏈接起來(lái)；

所述操作模塊30根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊鏈接在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表中是指所述操作模塊30根據(jù)所述內(nèi)存塊的大小，將所述內(nèi)存塊掛載在相應(yīng)規(guī)格的內(nèi)存空閑鏈表頭部或尾部。

鏈表中內(nèi)存塊添加均可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，掛載在鏈表的頭部或尾部，不用根據(jù)內(nèi)存塊的地址來(lái)插入鏈表中間的相應(yīng)位置，簡(jiǎn)單而便捷。

空閑鏈表中的內(nèi)存塊使用也是如此，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，從空閑內(nèi)存鏈表的頭部或尾部移除即可，使得內(nèi)存申請(qǐng)更為高效。

較佳的，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)存塊的結(jié)構(gòu)頭，用于存儲(chǔ)雙向指針、內(nèi)存塊的總大小、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位、及所屬的模塊號(hào)信息；

所述內(nèi)存塊的診斷尾，用于存儲(chǔ)申請(qǐng)所述內(nèi)存塊的文件名、行號(hào)信息。

所述內(nèi)存塊的大小為2ⁱ，其中i為自然數(shù)。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。