geheugenallocaties

Geheugenallocaties is het proces waarbij een programma tijdens de uitvoering geheugen reserveert en toewijst voor variabelen, datastructuren en objecten. In veel talen bestaat er onderscheid tussen statische of compile-tijdtoewijzing (bijv. globale variabelen) en automatische toewijzing op de stack, en dynamische toewijzing op de heap die op verzoek van de code gebeurt. De toegewezen geheugenruimte maakt deel uit van de virtuele adressruimte van het proces en wordt beheerd door de runtime en de besturingssysteemkernel.

Toewijzing gebeurt via allocators. De runtime en de kernel kiezen vaak een specifieke allocatietechniek: first-fit, best-fit of worst-fit; buddy-system, slab allocators of garbage collection. In C en C++ gebeurt dynamische toewijzing meestal met malloc/free of operator new/delete, waarbij de programmeur expliciet de ruimte vrijmaakt. In talen met garbage collection (Java, C#, JavaScript) wordt geheugen automatisch teruggegeven zodra er geen referenties meer zijn. Handmatig beheer kan leiden tot geheugenlekken en dubbele vrijgave, terwijl GC de programmeerlast verlaagt maar soms prestaties beïnvloedt.

Een belangrijk aspect is fragmentatie: externe fragmentatie ontstaat wanneer vrije blokken verspreid raken en er geen grote contig blok beschikbaar is, interne fragmentatie wanneer vrije blokken te groot zijn voor de gevraagde toewijzing. Allocatoren proberen dit te beperken met uitlijning op woordgrenzen en specifieke structuren (arena’s, pools). Lokale toewijzingen beïnvloeden cache- en TLB-prestaties en kunnen de efficiëntie van programma's aanzienlijk bepalen.

Organisaties kiezen vaak voor gespecialiseerde geheugenpools of aangepaste allocators per type object om efficiëntie en voorspelbare prestaties te vergroten. Bij interop tussen talen en systemen is beheersing van geheugen en gelijktijdigheid belangrijk. Een goed begrip van geheugenallocaties is essentieel voor resource management en systeemefficiëntie.