Microsoft отвори кода за системата за разпределение на паметта mimalloc

Microsoft отвори библиотека под лиценза на MIT mmalloc от реализации на система за разпределяне на памет, първоначално създадена за компоненти по време на изпълнение на езици Кока и Облегни. Mimalloc е адаптиран за използване в стандартни приложения, без да променя техния код и може да действа като прозрачен заместител на функцията malloc. Поддържа работа на Windows, macOS, Linux, BSD и други Unix-подобни системи.

Ключовата характеристика на mimalloc е неговата компактна реализация (по-малко от 3500 реда код) и много висока производителност. IN извършени тестове mimalloc превъзхожда всички конкурентни библиотеки за разпределяне на памет, включително jemalloc, tcmalloc, snmalloc, rpmalloc и съкровище.

За да оцените ефективността, набор от съществуващи стандартни тестове В някои тестове mimalloc е многократно по-бърз от други системи; например, в теста за миграция на обекти между различни нишки, mimalloc се оказа повече от 2.5 пъти по-бърз от tcmalloc и jemalloc. В същото време в повечето тестове се наблюдава и по-ниска консумация на памет; в някои ситуации консумацията на памет може да бъде намалена с 25%.

Високата производителност се постига главно чрез използването на безплатно разделяне на списъци. Вместо един голям списък, mimalloc използва серия от по-малки списъци, всеки от които е обвързан със страница от паметта. Този подход намалява фрагментацията и увеличава локалността на данните в паметта. Страница с памет е групиран набор от блокове с подобен размер. При 64-битови системи размерът на страницата обикновено е 64 KB. Ако в страницата не останат заети блокове, тя се освобождава напълно и паметта се връща към операционната система, което намалява разходите за памет и фрагментацията при дълго работещи програми.

Библиотеката може да бъде включена на етапа на свързване или заредена за вече събрана програма (“LD_PRELOAD=/usr/bin/libmimalloc.so myprogram”). Библиотеката предоставя също API за интегриране на функционалност във време на изпълнение и контрол на фино поведение, например за свързване на манипулатори за освобождаване на мързелива памет и монотонно увеличаващи се броячи на референтни данни. Възможно е да се създадат и използват няколко „купчини“ в приложение за разпространение в различни области на паметта. Също така е възможно да освободите купчината изцяло, без да преминавате и отделно да освобождавате обектите, поставени в нея.

Възможно е да се изгради библиотека в безопасен режим, при който специални страници за проверка на паметта (guard-pages) се заместват на границите на блока и се използва рандомизация на разпределението на блокове и криптиране на списъци с освободени блокове. Такива мерки позволяват да се блокират най-често срещаните техники за използване на препълвания на буфери, базирани на купчина. Когато активирате безопасен режим, производителността намалява с приблизително 3%.

Сред характеристиките на mimalloc се отбелязва също, че той не е податлив на проблеми с подуване на корема поради голяма фрагментация. В най-лошия случай потреблението на памет се увеличава с 0.2% за метаданни и може да достигне 16.7% за разпределената памет. За да избегне конфликти при достъп до ресурси, mimalloc използва само атомарни операции.

Източник: opennet.ru