參考：夥伴堆演算法
每當分配和釋放記憶體的時候系統都將遇到尾部碎片的問題，比如當請求乙個頁面的時候，即使系統可用頁面總數足夠多，但是無法分配大塊連續的頁面。也就是說可用頁面會被乙個或多個不連續的不可用頁面拆開。使用夥伴演算法就可以一定程度解決這種頁面碎片的問題。 linux把所有的空閒頁框分組為11個塊鍊錶，每個鍊錶上的頁框塊是固定的。在第i條煉表中每個頁框塊都包含2的i次方個連續頁，其中i稱為分配階。下面以乙個例子，講述夥伴演算法的思想：假設要申請乙個256個頁，先從256個頁框的鍊錶中查詢空閒塊，如果沒有，就去512個頁框的鍊錶中找，找到了則將頁框塊分為2個256個頁框的塊，乙個分配給應用，另外乙個移到256個頁框的鍊錶中。如果512個頁框的鍊錶中仍沒有空閒塊，繼續向1024個頁框的鍊錶查詢。如果1024塊存在，則將其中的256頁框作為請求返回，剩餘的768分成256塊和512塊分別插到相應的鍊錶中。如果仍然沒有，則返回錯誤。
linux中夥伴堆演算法的核心資料結構包含以下兩個部分//在mmzone.h中
#define max_order 11
struct zone
;
分配原理：假如系統需要4(2 * 2)個頁面大小的記憶體塊，該演算法就到free_area[2]中查詢，如果鍊錶中有空閒塊，就直接從中摘下並分配出去。如果沒有，演算法將順著陣列向上查詢free_area[3],如果free_area[3]中有空閒塊，則將其從鍊錶中摘下，分成等大小的兩部分，前四個頁面作為乙個塊插入free_area[2]，後4個頁面分配出去，free_area[3]中也沒有，就再向上查詢，如果free_area[4]中有，就將這16(2 * 2 * 2 * 2)個頁面等分成兩份，前一半掛如free_area[3]的鍊錶頭部，後一半的8個頁等分成兩等分，前一半掛free_area[2]的鍊錶中，後一半分配出去。假如free_area[4]也沒有，則重複上面的過程，知道到達free_area陣列的最後，如果還沒有則放棄分配。
釋放原理：記憶體的釋放是分配的逆過程，也可以看作是夥伴的合併過程。當釋放乙個塊時，先在其對應的鍊錶中考查是否有夥伴存在，如果沒有夥伴塊，就直接把要釋放的塊掛入煉表頭；如果有，則從鍊錶中摘下夥伴，合併成乙個大塊，然後繼續考察合併後的塊在更大一級鍊錶中是否有夥伴存在，直到不能合併或者已經合併到了最大的塊(2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2個頁面)。整個過程中，位圖扮演了重要的角色，點陣圖的某一位對應兩個互為夥伴的塊，為1表示其中一塊已經分配出去了，為0表示兩塊都空閒。夥伴中無論是分配還是釋放都只是相對的點陣圖進行異或操作。分配記憶體時對位圖的是為釋放過程服務，釋放過程根據位圖判斷夥伴是否存在，如果對相應位的異或操作得1，則沒有夥伴可以合併，如果異或操作得0，就進行合併，並且繼續按這種方式合併夥伴，直到不能合併為止。
優點1.解決記憶體碎片問題
2.避免把記憶體拆得太碎得同時，使記憶體的分配和釋放過程迅速
缺點1.雖然解決了記憶體碎片問題，但是該演算法中，乙個很小的塊往往會阻礙乙個大塊的合併。（一片記憶體中僅乙個小的記憶體塊沒有釋放，旁邊兩個大的就不能合併。）
2.演算法中有一定的浪費現象，夥伴演算法是按2的冪次方大小進行分配記憶體塊。
3.另外拆分和合併涉及到 較多的鍊錶和位圖操作，開銷還是比較大的。
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