minneshantering

Minneshantering är processen att tilldela och frigöra minnesutrymme för program och systemkomponenter. Målet är att ge programmen tillräckligt med minne med god prestanda samtidigt som minnesskydd och isolering mellan processer upprätthålls. En effektiv minneshantering minimerar fragmentering, utnyttjar cacheminne och stödjer flera program som körs samtidigt utan att störa varandra.

I moderna operativsystem hanteras minnet av ett minneshanteringssystem i samarbete med processorn via en MMU. Virtuell minneshantering delar upp minne i adresser som översätts till fysiska platser i RAM med hjälp av sidbord och/eller segmentering, ofta med en Translation Lookaside Buffer (TLB). Det ger skydd mellan processer och möjliggör användning av mycket större adresser än fysiskt minne.

Vanliga tekniker är statisk tilldelning (vid kompilering) och dynamisk tilldelning (vid körning). Dynamisk tilldelning hanteras ofta via stackminne och heapminne. Olika allokeringsalgoritmer används för att hitta fria block, exempelvis first-fit, best-fit och worst-fit. Fragmentering kan uppstå när minnet delas upp i små bitar; olika konstruktioner som buddy-algoritmen eller slab-allokering används för att hantera det.

Automatisk minneshantering förekommer i många högnivåspråk och innebär att programmet inte explicit frigör minne; en garbage collector letar efter oanvänt minne. Metoder inkluderar referensräkning och spårningsbaserade tekniker som mark-and-sweep, copying och generational samling. Språk med manuell minneshantering kräver programmeraren att frigöra minne själv och kan leda till luckor och läckor.

Prestanda, minnesfragmentering och cacheeffekt är centrala faktorer i modern minneshantering. I inbyggda system är begränsat minne och realtidskrav särskilt viktigt. Vanliga verktyg för analys och felsökning inkluderar profiler, heap-analyser och sanitizers.