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用户空间内存分配
mmap
将内核空间直接映射到用户空间，省去从内核到用户空间的内存拷贝。
mmap的缺点
- mmap 使用时必须实现指定好内存映射的大小，因此 mmap 并不适合变长文件；
- mmap如果更新文件的操作很多，mmap 避免两态拷贝的优势就被摊还，最终还是落在了大量的脏页回写及由此引发的随机 I/O 上，所以在随机写很多的情况下，mmap 方式在效率上不一定会比带缓冲区的一般写快；
- 读/写小文件（例如 16K 以下的文件），mmap 与通过 read 系统调用相比有着更高的开销与延迟；同时 mmap 的刷盘由系统全权控制，但是在小数据量的情况下由应用本身手动控制更好；
- mmap 受限于操作系统内存大小：例如在 32-bits 的操作系统上，虚拟内存总大小也就 2GB，但由于 mmap 必须要在内存中找到一块连续的地址块，此时你就无法对 4GB 大小的文件完全进行 mmap，在这种情况下你必须分多块分别进行 mmap，但是此时地址内存地址已经不再连续，使用 mmap 的意义大打折扣，而且引入了额外的复杂性；
所以mmap 的适用场景实际上非常受限，在如下场合下可以选择使用 mmap 机制：
mmap 机制下多线程共享了同一物理内存空间。所以多线程的通信，共享内存时，mmap比较适合。
malloc
- 方式一：通过 brk() 系统调用从堆分配内存
- 方式二：通过 mmap() 系统调用在文件映射区域分配内存；
malloc() 源码里默认定义了一个阈值：
- 如果用户分配的内存小于 128 KB，则通过 brk() 申请内存；
- 如果用户分配的内存大于 128 KB，则通过 mmap() 申请内存；
malloc() 在分配内存的时候，并不是老老实实按用户预期申请的字节数来分配内存空间大小，而是会预分配更大的空间作为内存池。比如malloc（1）分配1字节的空间，但实际会分配更大的空间作为内存池。内存池通过在程序初始化时预分配一定数量的内存，将分配的内存块存放在内存池中，需要使用时直接从内存池中获取，不需要再向操作系统请求分配内存，从而避免了频繁的系统调用，提高了效率。free时，再将其重新放入内存池中，需要时就可以直接从内存池中取
对于 「malloc 申请的内存，free 释放内存会归还给操作系统吗？」这个问题，我们可以做个总结了：
- malloc 通过 brk() 方式申请的内存，free 释放内存的时候，并不会把内存归还给操作系统，而是缓存在 malloc 的内存池中，待下次使用；
- malloc 通过 mmap() 方式申请的内存，free 释放内存的时候，会把内存归还给操作系统，内存得到真正的释放