夥伴系統（Buddy System）是作業系統核心中用於管理物理記憶體的一種算法。它通過使用一系列鍊表來管理不同大小的頁面塊，這些頁面塊的大小從4KB到4MB不等。夥伴系統中的「夥伴」指的是物理記憶體中地址連續的頁面塊，它們可以互相合併以創建更大的頁面塊。
工作原理：
記憶體分配：當系統需要分配記憶體時，它會首先嘗試從剛好滿足所需大小的頁面塊鍊表中分配記憶體。如果沒有足夠的空閒頁面塊，系統會嘗試從更大的頁面塊中分割出所需的頁面塊。
記憶體釋放：記憶體釋放時，系統會嘗試將相鄰的空閒頁面塊合併，以減少記憶體碎片。
鍊表結構：夥伴系統使用11個鍊表來管理11種不同大小的頁面塊，這些頁面塊的大小分別是2、2、…、2個連續頁面的頁面塊。
優點：
通過合併和分割頁面塊，夥伴系統有效地管理了記憶體碎片，提高了記憶體的利用率。
它的設計簡單，易於實現和維護。
套用場景：
作業系統核心：Linux等作業系統核心中廣泛使用了夥伴系統來管理物理記憶體。
遊戲領域：在某些遊戲中，夥伴系統指的是玩家收集不同的角色（夥伴）來進行戰鬥的系統。
通過上述分析，我們可以看到夥伴系統不僅在作業系統中發揮著重要作用，也在其他領域如遊戲中有著獨特的套用。