malloc函数底层代码

`malloc`函数是C语言中用于动态内存分配的重要函数，其底层实现涉及到操作系统、内存管理、以及C语言本身的内存管理机制等多个方面。一般来说，`malloc`函数会调用操作系统提供的内存分配函数（如Linux下的`brk`或`sbrk`，Windows下的`VirtualAlloc`等），具体实现可能会因操作系统和编译器而异。

在底层实现上，`malloc`通常会遵循以下步骤：

1. **初始化堆栈**：初始化一个用于存储分配大小的内部数据结构，以及用于跟踪未分配空间的链表。
2. **请求内存**：调用操作系统提供的内存分配函数（如上面提到的`brk`或`sbrk`），请求指定大小的内存。
3. **检查内存分配**：如果请求的内存成功分配，那么返回一个指向这块内存的指针；否则，返回NULL，表示内存分配失败。
4. **清理**：在释放内存之前，可能会对已分配的内存进行一些清理工作（如将未使用的内存标记为可重用）。

注意，`malloc`的实现通常比较复杂，而且会涉及到许多底层的细节。此外，由于不同的操作系统和编译器可能有不同的实现方式，因此具体的实现可能会有所不同。如果你对`malloc`的实现有更深入的兴趣，我建议你查阅相关的文档和资料，或者直接查看你所使用的操作系统的源代码。

最后，请注意，动态内存分配（如使用`malloc`）可能会导致内存碎片问题，因此在需要大量分配和释放内存的情况下，可能需要考虑使用更高级的内存管理策略，如内存池或双端队列等。

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gmock如何打桩malloc函数，不改变Gtest内部代码

Google Mock（gmock）是一个用于C++的单元测试框架，它专注于模拟对象的行为而不是底层细节。如果你想在单元测试中控制`malloc`函数的行为而不修改gtest或gmock的源码，可以使用Mock malloc功能。这通常通过创建一个自定义的对象来替换C库中的`malloc`和`free`函数，这样你可以控制它们的行为，如返回特定内存、记录分配请求等。

以下是使用gmock打桩`malloc`的一个基本步骤：

1. **创建mock对象**：首先，你需要创建一个`MallocMock`的实例，它是`malloc`函数的mock版本。这通常是通过继承自`std::malloc`或`operator new`开始。

class MallocMock : public std::malloc {
public:
    // 添加必要的构造函数和析构函数，以及重写malloc和free方法
    MOCK_METHOD(void*, operator new(size_t size), (override), (const, move));
    MOCK_METHOD(void, operator delete(void* ptr, size_t size), (override));
};

2. **设置预期行为**：在测试前，你可以使用`EXPECT_CALL`来设置`malloc`和`free`的预期行为，比如期望调用`malloc`几次并返回特定地址。

MallocMock mock_malloc;
EXPECT_CALL(mock_malloc, operator new(1024))
    .Times(1)
    .WillOnce(Return(reinterpret_cast<void*>(123456)));

3. **替换原始函数**：在测试环境中，你需要将`malloc`和`free`替换为你的mock对象，这通常在测试开始前做一次全局替换：

testing::internal::ReplaceFunction<void*, void*>(std::malloc, &mock_malloc);
testing::internal::ReplaceFunction<void, void>(std::free, nullptr); // 如果需要关闭free，可以设为空指针

4. **运行测试**：现在，当你在测试中尝试使用`malloc`或`new`时，gmock会按照之前设定的行为执行。记得在测试结束后恢复原始的`malloc`和`free`。

注意：这种方法虽然能够实现对`malloc`的控制，但它可能会导致一些意想不到的问题，因为mocking底层操作总是有一定的风险。除非必要，否则应在单元测试中尽量避免深度mock。