C++內(nèi)存管理中簡易內(nèi)存池怎么實現(xiàn)

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什么是內(nèi)存池？

頻繁的調(diào)用 malloc 會影響運行效率以及產(chǎn)生額外的 cookie， 而內(nèi)存池的思想是預(yù)先申請一大塊內(nèi)存，當有內(nèi)存申請需求時，從內(nèi)存池中取出一塊內(nèi)存分配給目標對象。

它的實現(xiàn)過程為：

預(yù)先申請 chunk 大小的內(nèi)存池， 將內(nèi)存池劃按照對象大小劃分成多個內(nèi)存塊。以鏈表的形式，即通過指針將內(nèi)存塊相連，頭指針指向第一個空閑塊。當有內(nèi)存申請需求時，首先檢查頭指針是否指向空閑塊，如果是則將頭指針指向的第一個空閑塊分配出去（從鏈表移除），同時頭指針指向下一個空閑塊；若頭指針為空，說明當前內(nèi)存池已分配完，需要重新申請新的內(nèi)存池。當有內(nèi)存釋放需求時，將釋放的內(nèi)存塊重新加入鏈表的表頭，調(diào)整頭指針指向新加入的空閑塊。這也意味著，如果申請了多個內(nèi)存池，在內(nèi)存釋放的過程中會慢慢的合并到一起。

初步實現(xiàn)

在上面的代碼中設(shè)置一個內(nèi)存池為5個內(nèi)存塊，當我們進行100次內(nèi)存申請后，打印出前10個地址查看，可以看到前5個地址是連續(xù)的，后5個也是連續(xù)的，但中間由于重新申請了內(nèi)存池，所以不是連續(xù)的。

但是這樣的方法還存在著問題，那就是引入了額外的指針內(nèi)存消耗，接下來將使用embedded pointer進行改進。

使用嵌入指針改進

上面就使用到了嵌入指針，一個 AirplaneRep 對象的大小為 8 字節(jié)，而一個 Airplane 的指針大小為 4 字節(jié)或 8 字節(jié)。在 32 位機器下， 指針可以借用 AirplaneRep 對象所占的 8 字節(jié)內(nèi)存空間中的前 4 個字節(jié)，用來連接空閑的內(nèi)存塊。而當內(nèi)存塊需要被分配給對象時，此時它已從鏈表中移除，也就不需要指針來連接了。此時的 8 字節(jié)內(nèi)存空間由 AirplaneRep 占據(jù)。當內(nèi)存釋放時也是同理，由于 Rep 和 next 不會同時用到，所以 embedded pointer 的做法可以減少內(nèi)存消耗。

更簡化：static allocator

前面的實現(xiàn)需要為每個類都重寫 operator new 和 operator delete，由于內(nèi)容是一樣的，使用另一個類來完成這些重復(fù)的操作。

如此一來，我們的 class 只需要去調(diào)用 allocator 即可完成內(nèi)存的申請和釋放工作。

macor for static allocator

在上面的 Foo 和 Goo 中，每次還要寫一大堆重復(fù)的內(nèi)容，于是可以使用宏進一步簡化：

到此，關(guān)于“C++內(nèi)存管理中簡易內(nèi)存池怎么實現(xiàn)”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>