內(nèi)存池的實現(xiàn)方式

本篇內(nèi)容介紹了“內(nèi)存池的實現(xiàn)方式”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

這篇文章主要介紹一下內(nèi)存池的實現(xiàn)方式，這里介紹的是一種比較經(jīng)典的內(nèi)存池實現(xiàn)方式，就是鏈表法實現(xiàn)，具體原理如下：

1，首先內(nèi)存池?zé)o非是提前申請一大塊內(nèi)存片段，之后把這個片段上的指針分配給用戶，對于分配來說只要記住已經(jīng)分配的偏移量即可，每次分配將指針后移申請的內(nèi)存塊長度即可。

2，主要問題在于釋放內(nèi)存，由于不確定用戶申請和釋放內(nèi)存的順序，必須假定申請和釋放都在交疊進(jìn)行，
對于內(nèi)存池來說，釋放的空間必須要可以復(fù)用，否則內(nèi)存池失去了意義；
但是先申請的內(nèi)存區(qū)域可能先釋放，這樣將出現(xiàn)釋放的區(qū)域位于已分配區(qū)域中間的情形；如何索引這些釋放的內(nèi)存片段是內(nèi)存池要主要解決的問題；

見下圖:

未命名文件.jpg

圖中X區(qū)域先申請，當(dāng)申請了Y區(qū)域之后，釋放了X區(qū)域，此時如何能夠復(fù)用X區(qū)域的內(nèi)存，而不是只能使用Y區(qū)域之后的內(nèi)存時要解決的問題；

內(nèi)存池的鏈表法實現(xiàn)見第二幅圖，每個申請的區(qū)域前有一個固定長度的頭部，其中記錄了一些信息，最重要的是兩個指針，一個指向后面的內(nèi)存塊頭部，另一個指向前面的內(nèi)存塊頭部，并且末尾的內(nèi)存塊和首部鏈接起來，構(gòu)成一個雙向環(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)；
同時還有個標(biāo)記位標(biāo)志這塊內(nèi)存有沒被使用；

當(dāng)申請內(nèi)存時，從鏈表首部開始遍歷找到第一個沒有使用的內(nèi)存塊，判斷其大小是否滿足，如不滿足，繼續(xù)搜索；直到滿足條件，此時分2種情形：
1，可用內(nèi)存塊大小和要申請的大小一樣，則直接標(biāo)記為已使用，并返回即可
2，可用內(nèi)存塊大于要申請的內(nèi)存塊，則把可用內(nèi)存區(qū)間分裂為2部分，前一部分標(biāo)記為已使用，后一部分標(biāo)記為未使用，并繼續(xù)保持它們的鏈表結(jié)構(gòu)；

對于釋放內(nèi)存，需要判斷是否前面和后面相鄰的內(nèi)存塊有未使用，如果有，則需要合并，這一步至關(guān)重要，因為如果存在大量相鄰的標(biāo)記未使用內(nèi)存可能會導(dǎo)致無法分配一塊較大區(qū)域，

以上操作始終保持鏈表結(jié)構(gòu)，就可以實現(xiàn)一個基礎(chǔ)內(nèi)存池了；
實際上，這個實現(xiàn)思路來自于John Carmack在Quake3中的實現(xiàn)

但是我們可以稍微做一點優(yōu)化（不過要犧牲一些額外的存儲空間）優(yōu)化方法是，額外記錄兩個指針，以環(huán)形形式連接所有未使用的內(nèi)存空間，這樣，查找的效率提高了，幾乎提升到了常數(shù)時間，
同時這個內(nèi)存池還有一個缺陷就是長度固定，不過順著這個思路，我們可以在內(nèi)存不夠時，新分配一塊大的區(qū)域，并且保持原來的鏈表結(jié)構(gòu)即可，

下面附上代碼實現(xiàn)，見
https://github.com/wiltchamberian/MemoryPool
這里實現(xiàn)了兩個，第一個是參考Quake3 Carmack的實現(xiàn)
第二個SuperMemoryPool是改良后的實現(xiàn)，改良版實現(xiàn)的速度要提高了一些，支持動態(tài)內(nèi)存

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