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<a href="http://blog.csdn.net/chosen0ne/article/details/9338591#t0">一 原理</a>
<a href="http://blog.csdn.net/chosen0ne/article/details/9338591#t1">二 安裝和使用</a>
周末抽空看了一下tcmalloc，了解了個大概。下面記錄一下。
tcmalloc就是一個記憶體配置設定器，管理堆記憶體，主要影響malloc和free，用于降低頻繁配置設定、釋放記憶體造成的性能損耗，并且有效地控制記憶體碎片。glibc中的記憶體配置設定器是ptmalloc2，tcmalloc号稱要比它快。一次malloc和free操作，ptmalloc需要300ns，而tcmalloc隻要50ns。同時tcmalloc也優化了小對象的存儲，需要更少的空間。tcmalloc特别對多線程做了優化，對于小對象的配置設定基本上是不存在鎖競争，而大對象使用了細粒度、高效的自旋鎖（spinlock）。配置設定給線程的本地緩存，在長時間空閑的情況下會被回收，供其他線程使用，這樣提高了在多線程情況下的記憶體使用率，不會浪費記憶體，而這一點ptmalloc2是做不到的。
tcmalloc差別的對待大、小對象。它為每個線程配置設定了一個線程局部的cache，線程需要的小對象都是在其cache中配置設定的，由于是thread local的，是以基本上是無鎖操作（在cache不夠，需要增加記憶體時，會加鎖）。同時，tcmalloc維護了程序級别的cache，所有的大對象都在這個cache中配置設定，由于多個線程的大對象的配置設定都從這個cache進行，是以必須加鎖通路。在實際的程式中，小對象配置設定的頻率要遠遠高于大對象，通過這種方式（小對象無鎖配置設定，大對象加鎖配置設定）可以提升整體性能。
線程級别cache和程序級别cache實際上就是一個多級的空閑塊清單（Free List）。一個Free List以大小為k bytes倍數的空閑塊進行配置設定，包含n個連結清單，每個連結清單存放大小為nk bytes的空閑塊。在tcmalloc中，<=32KB的對象被稱作是小對象，>32KB的是大對象。在小對象中，<=1024bytes的對象以8n bytes配置設定，1025<size<=32KB的對象以128n bytes大小配置設定，比如：要配置設定20bytes則傳回的空閑塊大小是24bytes的，這樣在<=1024的情況下最多浪費7bytes，>1025則浪費127bytes。而大對象是以頁大小4KB進行對齊的，最多會浪費4KB - 1 bytes。下圖就是一個基本的free list的示意圖：
實際上，一個free list（我稱之為空閑塊清單）就是一個數組索引多個連結清單，每個連結清單存放相同大小的塊。可以根據要配置設定的記憶體大小size算出合适的塊在free list中的下标，然後找到對應的空閑塊連結清單。
Thread-local free list：線程本地的空閑塊cache，用于配置設定小對象。
Heap free list：中心free list，全局唯一，用于按頁對齊配置設定大對象或者是将連續的多個頁（被稱作span）分割成多個小對象的空閑塊配置設定給thread-local free list。
Page array：用于描述目前tcmalloc持有的記憶體狀态，完成的是從page number到span的映射。
下面看一下小對象的配置設定：
（1）根據配置設定的size計算出對應的空閑塊大小，進而确定對應空閑塊連結清單，然後從thread local的free list進行配置設定。
（2）如果的空閑塊連結清單非空，直接将頭結點對應的空閑塊傳回并從空閑塊連結清單中将其删除。
（3）如果空閑塊連結清單是空的，需要從heap free list擷取一個span。如果heap free list非空，則将span切分成多個相同大小的空閑塊插入空閑塊連結清單中，然後傳回頭結點。
（4）如果heap free list是空的，則調用sbrk或者mmap進行記憶體的配置設定一系列連續的記憶體頁，作為span，然後切分成多個相同大小的空閑塊插入空閑塊連結清單，然後傳回頭結點。
大對象的配置設定就要簡單多了，直接從heap free list配置設定4nKB大小的空閑塊即可，如果heap free list不存在該大小的空閑塊，通過系統調用配置設定連續的記憶體頁。
tcmalloc還會對thread local cache進行垃圾收集，進而避免記憶體浪費。
gcc -DHAVE_CONFIG_H -I. -I../include -I../include -I../include/tdep-x86_64 -I. -D_GNU_SOURCE -DNDEBUG -g -O2 -fexceptions -Wall -Wsign-compare -MT setjmp/longjmp.lo -MD -MP -MF setjmp/.deps/longjmp.Tpo -c setjmp/longjmp.c -fPIC -DPIC -o setjmp/.libs/longjmp.o
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/setjmp2.h:26:13: error: 'longjmp' aliased to undefined symbol '_longjmp
是因為缺少編譯選項U_FORTIFY_SOURCE，解決方法有兩種：
1，尚未調用configure進行配置，則執行CPPFLAGS=-U_FORTIFY_SOURCE ./configure ... 會自動将編譯選項添加到Makefile中。
2，已經配置過，直接修改Makefile，查找CPPFLAGS然後添加上-U_FORTIFY_SOURCE。
然後就是安裝gperftools，這個正常安裝即可，預設安裝到/usr/local/lib下，完成後調用lddconfig添加到動态連結庫緩存，然後就可以使用了。
使用方法，很簡單，在編譯時加上tcmalloc動态連結庫即可
g++ test.cpp -ltcmalloc
源碼不需任何修改，tcmalloc會自動替換掉glibc預設的malloc和free，簡簡單單的一條指令就可以提升不少性能，very good。
本文轉自張昺華-sky部落格園部落格，原文連結：http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/6844726.html，如需轉載請自行聯系原作者