Preallocatie

Preallocatie is een techniek waarbij bronnen vooraf worden gereserveerd of toegewezen voordat ze daadwerkelijk nodig zijn. Het doel is om latentie te verminderen,(fragmentatie) te voorkomen en de voorspelbaarheid van prestaties te vergroten door runtime-toewijzing te minimaliseren.

In computersystemen vindt preallocatie op verschillende niveaus plaats. In geheugenbeheer worden vaak geheugenpools, arenas of slab-allocators gebruikt om objecten snel uit een gereserveerde ruimte te kunnen halen. Bij bestandssystemen kan preallocatie plaatsvinden door opslagruimte van tevoren toe te wijzen, bijvoorbeeld met fallocate of posix_fallocate, zodat bestanden contiguïter ruimte hebben en toekomstige uitbreiding efficiënter verloopt. In databasesystemen kan preallocatie worden toegepast door pagina’s of extents vooraf toe te wijzen om I/O-kosten te verlagen en toekomstige schalings- en cachinggedrag te stabiliseren. Ook in netwerken komen voorgealloceerde buffers voor, zodat ontvangen of verzonden data zonder wachttijden kan worden verwerkt.

Voordelen van preallocatie zijn onder meer minder runtime-toewijzingsoverhead, lagere operationele latentie en betere voorspelbaarheid van prestaties. Nadelen zijn mogelijk verspilling van resources wanneer gereserveerde ruimte niet volledig wordt gebruikt, verhoogde complexiteit bij het beheren van reserveringen en risico’s op overallocatie of resource starvation als reserves niet effectief worden benut.

Toepassingen variëren van systeembrede geheugen- en opslagbeheer tot gespecialiseerde softwarecomponenten zoals geheugenpools, database-extents en netwerkbuffers. Zie ook onderwerpen als prefetching, lazy allocation en memory pooling.