内存碎片和磁盘碎片

内存碎片和磁盘碎片
一 内存碎片
内存碎片包括：内部碎片和外部碎片。





内部碎片就是已经被分配出去（能明确指出属于哪个进程）却不能被利用的内存空间；
外部碎片指的是还没有被分配出去（不属于任何进程），但由于大小太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。外部碎片的产生是当已分配内存块之间出现未被使用的差额时，就会产生外部碎片。例如，一个应用程序分配三个连续的内存块，然后使中间的一个内存块空闲。内存分配程序可以重新使用中间内存块供将来进行分配，但不太可能分配的块正好与全部空闲内存一样大。倘若在运行期间，内存分配程序不改变其实现法与四舍五入策略，则额外开销和内部碎片在整个系统寿命期间保持不变。虽然额外开销和内部碎片会浪费内存，因此是不可取的，但外部碎片才是嵌入系统开发人员真正的敌人，造成系统失效的正是分配问题。
“碎片的内存”描述一个系统中所有不可用的空闲内存。这些资源之所以仍然未被使用，是因为负责分配内存的分配器使这些内存无法使用。这一问题通常都会发生，原因在于空闲内存以小而不连续方式出现在不同的位置。由于分配方法决定内存碎片是否是一个问题，因此内存分配器在保证空闲资源可用性方面扮演着重要的角色。
内存分配程序需要存储一些描述其分配状态的数据。这些存储的信息包括任何一个空闲内存块的位置、大小和所有权，以及其它内部状态详情。一般来说，一个运行时间分配程序存放这些额外信息最好的地方是它管理的内存。内存分配程序需要遵循一些基本的内存分配规则。例如，所有的内存分配必须起始于可被 4、8 或 16 整除（视处理器体系结构而定）的地址。内存分配程序把仅仅预定大小的内存块分配给客户，可能还有其它原因。当某个客户请求一个 43 字节的内存块时，它可能会获得 44字节、48字节甚至更多的字节。由所需大小四舍五入而产生的多余空间就叫内部碎片。
预防产生内存碎片：首先，尽量少使用动态内存。在大多数情况下，你可能使用静态或自动存储或者是STL容器。第二，尽量分配大块的内存而不是一次只分配少量内存。举个例子：一次分配一个数组实例所需的内存，而不是一次只分配一个数组元素的内存。
二磁盘碎片
其实磁盘碎片应该称为文件碎片，是因为文件被分散保存到整个磁盘的不同地方，而不是连续地保存在磁盘连续的簇中形成的。
当应用程序所需的物理内存不足时，一般操作系统会在硬盘中产生临时交换文件，用该文件所占用的硬盘空间虚拟成内存。虚拟内存管理程序会对硬盘频繁读写，产生大量的碎片，这是产生硬盘碎片的主要原因。
其他如IE浏览器浏览信息时生成的临时文件或临时文件目录的设置也会造成系统中形成大量的碎片。文件碎片一般不会在系统中引起问题，但文件碎片过多会使系统在读文件的时候来回寻找，引起系统性能下降，严重的还要缩短硬盘寿命。另外，过多的磁盘碎片还有可能导致存储文件的丢失。
磁盘碎片的产生：在磁盘分区中，文件会被分散保存到磁盘的不同地方，而不是连续地保存在磁盘连续的簇中。又因为在文件操作过程中，Windows系统可能会调用虚拟内存来同步管理程序，这样就会导致各个程序对硬盘频繁读写，从而产生磁盘碎片。