heapallocaties

Heapallocaties zijn dynamische geheugenallocaties die tijdens de uitvoering uit de heap worden verkregen. De heap is een gebied in het procesgeheugen dat door de geheugenallocator wordt beheerd en geschikt is voor objecten met variabele of onbekende levensduur. In talen zoals C en C++ gebeurt allocatie meestal via malloc, calloc, realloc of operator new, en is de programmeur doorgaans verantwoordelijk voor het vrijgeven met free of delete. In talen met garbage collection, zoals Java of C#, wordt het grootste deel van de heap beheerd door de runtime, met variaties per taal.

De allocator houdt vrij en bezet blokken bij en reserveert een blok bij een toewijzing. Implementaties variëren in strategieën zoals first-fit, best-fit of meer geavanceerde systemen zoals buddy-allocators en geheugenpoelen. Een veelvoorkomend probleem is fragmentatie: externe fragmentatie ontstaat door verspreide vrije blokken die samen niet genoeg zijn, interne fragmentatie door toegewezen blokken die groter zijn dan nodig.

Heapallocaties beïnvloeden prestaties: toewijzingen en deallocaties kosten tijd en kunnen de cache-efficiëntie beïnvloeden. Veel allocators bieden thread-veiligheid, per-thread arenas of pooling om concurrentie te beperken. Fouten zoals geheugenlekken, dubbele vrijgave en gebruik-na-vrije fouten komen voor; opsporing gebeurt met tools als Valgrind of AddressSanitizer.

Samengevat vormen heapallocaties een kernaspect van geheugenbeheer in veel talen. In laag-niveau talen vereist expliciet beheer zorgvuldigheid, terwijl talen met garbage collection dit beheer grotendeels aan de runtime overlaten, met verschillende gevolgen voor prestaties en voorspelbaarheid.