需求背景
在linux中我们通常需要自行动态申请、释放内存。对于某些应用场景，如进程描述（task_struct结构）、索引节点对象（struct inode）存放，我们往往需要经常性申请、释放。如果我们直接这么操作的话，频繁地申请、释放内存必然带来效率的降低和管理的不便。
如果我们应用场景的内存块自行建立一个空闲链表专门用于回收释放的内存，当需要使用时再从空闲链表中取出，这样就减少了实际申请、释放内存次数，大大提高了内存管理效率。linux内核中slab层正是基于上述思想创建。slab层不仅能解决内存页频繁申请、释放效率问题，而且还能当系统整体内存不够时及时回收释放内存。kmalloc接口也是建立在slab基础上，采用了一组高速缓存。
实现原理
slab层把不同的对象划分为不同的高速缓存组，而每个高速缓存由一个个slab组成。每个slab又由一个或多个连续的物理页组成，通常情况下，一个slab由一个物理页组成。对象（被缓存的数据结构）保存在slab的物理页上。高速缓存结构如下:
通过上述可知，slab都包含一些对象成员，每个slab有三种状态：满、部分满和空。当内核需要申请一个新的对象时，先从部分满的slab中查找。如果没有则从空的slab中查找。当空的slab也没有时则需要申请新的slab。当使用完该对象时，slab分配器会将该对象标记为空闲。
?相关数据结构：
- kmem_cache：高速缓存数据结构
- struct slab：slab描述符
slab申请内存页条件:
只有当高速缓存中既没有部分满的slab，也没有空的slab时才会调用__get_free_pages给高速缓存分配足够多的内存。
slab释放内存页条件：
只有当系统内存不够用或者高速缓存被销毁时才释放对应的内存页。
相关操作接口
- ?高速缓存创建
struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align, slab_flags_t flags, void(*ctor)(void *))- 高速缓存销毁
void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)- 申请对象
void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gtp_t flags)- 释放对象
void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)slab分配器使用实例分析
linux内核中进程描述符task_struct的保存使用了slab分配器。
- 首先内核在kernel/fork.c文件中定义了指向task_struct数据结构的高速缓存指针task_struct_cachep。?
2.? 然后再kernel/fork.c文件fork_init函数中（内核刚启动时调用）调用kmem_cache_create_usercopy函数创建task_struct高速缓存。
?3. 创建进程时调用fork时最终会调用dup_task_struct->alloc_task_struct_node->kmem_cache_alloc_node->kmem_cache_alloc在task_struct高速缓存task_struct_cachep中申请进程描述符对象
dup_tsk_struct：
?alloc_task_struct_node；
?4. 当进程结束时调用free_task_struct释放对应进程描述符对象
?至此，通过高速缓存实现了对需要频繁创建的进程描述符对象高效管理。