关于 malloc 如何根据请求的内存大小选择使用 brk 还是 mmap 的机制，是 glibc（GNU C Library）中 malloc 实现的一个常见策略，尽管具体的阈值（如128KB）可能会因 glibc 的不同版本或配置而有所不同。
brk
brk 是一个系统调用，用于改变数据段的结束地址（即“程序断点”）。在 UNIX 和类 UNIX 系统中，进程的内存布局通常包括代码段、数据段、堆区和栈区。brk 系统调用允许程序动态地增加或减少堆区的大小。
- 增加堆区大小：当程序需要更多的堆内存时，brk 会将程序断点向高地址移动，从而扩展堆区。这是通过修改内核中与该进程相关联的内存映射来实现的。
- 减少堆区大小（在某些系统上可能不支持）：虽然理论上 brk 可以用来减少堆区大小，但实际上这种操作很少见，因为一旦内存被分配，即使不再需要，通常也不会立即释放给操作系统，而是由 malloc 内部管理，以便重用。
- 图解（小林）：
mmap
mmap 是一种更强大的内存映射机制，它允许进程将文件或其他对象映射到进程的地址空间中。然而，mmap 也可以用于匿名映射，即不映射到任何文件，而是直接在进程的地址空间中分配一块内存。
- 匿名映射：当 mmap 用于匿名映射时，它会在进程的地址空间中创建一个新的内存区域，这个区域对进程是私有的，不会被其他进程看到。这块内存可以被用作堆内存的一部分，或者用于其他目的，如共享内存（通过不同的映射选项）。
- 优点：mmap 提供了更好的内存管理灵活性，因为它可以分配任意大小的内存块，并且这些内存块在物理内存中的位置可以是离散的。此外，mmap 分配的内存可以更容易地与其他进程共享（如果使用适当的映射选项）。
- 缺点：与 brk 相比，mmap 可能会产生更多的系统调用开销，因为每次分配都需要通过系统调用来完成。然而，这种开销通常被 mmap 的灵活性和功能所抵消。
- 图解（小林）：
malloc 的实现
在 glibc 的 malloc 实现中，当请求的内存大小小于某个阈值时（如128KB），malloc 会倾向于使用 brk 来扩展堆区，因为这种方式通常更快且系统调用开销更低。然而，当请求的内存大小超过这个阈值时，malloc 会选择使用 mmap 来分配内存，因为这样可以避免在堆区产生大量的内存碎片，并且 mmap 分配的内存块可以更容易地独立管理。
需要注意的是，虽然 malloc、brk 和 mmap 是内存管理的关键组件，但它们的具体实现和行为可能会因不同的操作系统、库版本和配置而有所不同。