内存分配管理示例项目Python脚本运行逻辑咨询

API 探路者

2026-8-30

内存分配管理模拟脚本实现逻辑说明

这是一个带图形界面的操作系统内存分配、优先级任务调度、垃圾回收演示项目，使用链表结构管理模拟内存块，区分超级用户/普通用户两类权限角色，任务素材从同目录文本文件读取，执行过程中会实时展示任务进度与程序实际内存占用。

全局常量与标记

每个实例代表内存链表上的一个独立内存块，单块固定大小为512KB：

内置状态枚举：FREE（空闲，可回收）、BUSY（被任务占用）
核心属性：
- number_of_blocks：当前块组占用的连续内存块数量
- state：内存块当前状态
- data：块存储的二进制数据，初始化时会自动补零填满分配的全部块空间
- next_block：链表指针，指向同链表的下一个内存块
核心方法add()：递归遍历到链表尾部追加新块，返回新块的索引位置

以单向链表结构统一管理所有已分配的模拟内存块：

支持通过索引直接访问链表任意位置的内存块
核心方法：
- add()：链表为空时将新块设为头节点，否则递归追加到链表尾部，返回新块索引
- remove()：按索引删除指定内存块，自动维护链表指针保证结构连续
- size()：遍历链表返回当前已分配的总内存块数量

继承Python原生线程类，每个实例对应一个实际执行的用户任务：

内置枚举定义：
- 任务优先级：HIGH（超级用户任务，高优先级）、LOW（普通用户任务，低优先级）
- 运行状态：ACTIVE（运行中）、SLEEPING（未启动/执行完成休眠）
初始化逻辑：创建任务时自动向内存链表申请对应数量的内存块，标记为占用状态，保存分配到的块索引
运行逻辑：
1. 启动后将自身状态设为ACTIVE，按执行时长计算每秒需要展示的文本字符数
2. 在对应权限的GUI任务列表中新增自身的进度条目
3. 逐秒更新GUI上的执行进度，每次更新前检查全局锁：如果是普通用户任务且超级用户正在执行，就循环休眠直到锁释放
4. 逐秒追加展示的文本长度，模拟任务逐步加载执行的效果
5. 执行满设定时长后展示完整文本，将自身状态设为SLEEPING，对应占用的内存块标记为FREE待回收

负责批量启动、调度同权限下的所有任务：

get_memory_usage()：调用psutil库获取当前Python进程的实际内存占用，返回值单位为MB
launch_task_manager()：用户点击按钮触发的任务启动入口：
1. 清空对应权限GUI面板的旧任务记录
2. 如果启动的是超级用户任务，先将全局抢占锁设为True，暂停所有正在运行的普通用户任务
3. 创建TaskManager实例启动，等待所有任务执行完毕
4. 倒序遍历内存链表，删除所有标记为FREE的空闲块，模拟垃圾回收（倒序遍历避免删除节点导致索引错乱）
5. 如果是超级用户任务执行完毕，将全局抢占锁设为False，恢复普通用户任务执行
read_stories()：读取指定txt文件的所有行，去掉换行符后返回文本列表作为任务素材
monitor_interface()：常驻独立线程，每秒读取一次进程内存占用，更新GUI底部的内存进度条和数值说明，自动调整进度条最大值匹配历史最高内存占用

程序启动进入主函数：
- 初始化空的内存块链表
- 读取同目录下stories.txt的所有行作为任务素材
- 基于turtle+tkinter绘制800*600尺寸的GUI窗口：左侧为超级用户任务列表+启动按钮，右侧为普通用户任务列表+启动按钮，底部为内存占用进度条+数值说明标签
- 启动常驻内存监控线程，实时更新内存占用展示
- 进入GUI事件循环等待用户操作
用户点击对应权限的启动按钮后，独立线程触发launch_task_manager流程，按调度规则执行任务、更新进度、回收内存
优先级抢占规则：普通用户任务执行过程中，如果用户点击超级用户启动按钮，全局锁立刻置为True，所有运行中的普通用户任务会进入休眠暂停状态，等超级用户所有任务执行完毕、锁释放后，普通用户任务从暂停位置继续执行

内容的提问来源于stack exchange，提问作者proxy