▌第一次閱讀本系列的，可以先看：

本系列的大綱 傳送門

▌第一次閱讀垃圾回收器系列，可以先看：

垃圾回收器系列 開始第一篇 傳送門

▌前文提要：

上一篇做了一些鎖碎的細節優化，包括：

• 錯誤檢測
• 釋放地址的次序優化
• 用巨集作微小的效率優化
• 用巨集微調函數的使用方式
• 優化 free_all_register_address

而這篇是 垃圾回收器系列 的最後一篇，沒有代碼，純粹概念、知識。

▌記憶體碎片化：

記憶體碎片化（memory fragmentation），有內部及外部之分，
這裏是指外部碎片（external fragmentation）。

先看看維基百科怎麼說：

外部碎片

當空閒記憶體被分成小區段，分別為不同的行程所使用時，便會出現外部碎片（external fragmentation）。這種情況下，雖然空閒空間足夠大，但是程式沒法使用，因為剩餘空間被分成了大大小小的區段，沒有一塊能夠大到程式可以使用。

另一個說法，就是可分配的連續記憶體不足。

若果不斷地重複、频繁、大量使用 malloc() 和 free() ，
很容易使分配的空間切割了內存，令連續記憶體減少。

可參看 malloc原理和内存碎片化 - ttomqq的专栏 - CSDN博客

内存碎片造成的後果可以很嚴重，即使你的內存空間很大，
假設有 16GB 的空間，故意把分配的內存放置在最不適當的位置。

可分配的連續記憶體 = 16GB / (分配量 + 1) ，若 分配量只有 1KB ，
可分配的連續記憶體也就剩下 15.984 MB 可用了。

當然這是最壞的情況，没有人把分配的內存故意放在最不適當的位置，
但分配量也不會只有 1KB 這麼少。

▌如何避免記憶體碎片化：

常見方法如下：

1. 一次性分配比較大的空間，並且為 2 的指數
2. 使用內存分頁
   • 參看 C语言内存碎片如何处理？ - 知乎
3. 使用內存池
4. 記憶體緊縮
   • 參看 避免實體記憶體碎片化 - 記憶體緊縮 | 程式前沿

沒研究過，所以直接放相關網站算了。

▌內存池：

內存池幾乎是記憶體管理的終極手段，
原理就是 一次性分配大的空間，然後自己管理。
代替 malloc() 等相關函數的工作。
歸還/釋放甚至只需要一個操作。就是整個內存池本身。

實現方式有很多種，

• 可以模擬上面的內存分頁，
• 可以切割成多個可變長度的內存塊（block），用連結串列連結，
  加入標記去決定該內存塊是否已被釋放以及長度等等。
• 可以另外用一個表去記錄所有分配長度、狀態。

......等等。

就淺談一下，我不是很熟悉。

垃圾回收器系列完結~！

▌參考資料：

碎片化 - 維基百科，自由的百科全書
https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%A2%8E%E7%89%87%E5%8C%96
malloc原理和内存碎片化 - ttomqq的专栏 - CSDN博客
https://blog.csdn.net/ttomqq/article/details/71214102

C语言内存碎片如何处理？ - 知乎
https://www.zhihu.com/question/51836333
避免實體記憶體碎片化 - 記憶體緊縮 | 程式前沿
https://codertw.com/%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E8%AA%9E%E8%A8%80/620508/

浅谈内存池几种设计方式 - yg2362 - C++博客
http://www.cppblog.com/yg2362/archive/2012/07/19/184175.aspx
C++内存池介绍与经典内存池的实现 - Dablelv的博客专栏 - CSDN博客
https://blog.csdn.net/K346K346/article/details/49538975
内存池的实现(一) - bangerlee - 博客园
http://www.cnblogs.com/bangerlee/archive/2011/08/31/2161421.html
記憶池 - 維基百科，自由的百科全書
https://zh.wikipedia.org/zh-hant/%E8%A8%98%E6%86%B6%E6%B1%A0