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内存池的原理及实现
阅读量:7249 次
发布时间:2019-06-29

本文共 2889 字,大约阅读时间需要 9 分钟。

在软件开发中,有些对象使用非常频繁,那么我们可以预先在堆中实例化一些对象,我们把维护这些对象的结构叫“内存池”。在需要用的时候,直接从内存池中拿,而不用从新实例化,在要销毁的时候,不是直接free/delete,而是返还给内存池。

把那些常用的对象存在内存池中,就不用频繁的分配/回收内存,可以相对减少内存碎片,更重要的是实例化这样的对象更快,回收也更快。当内存池中的对象不够用的时候就扩容。

我的内存池实现如下:

#pragma once#include 
template
struct ProxyT{ ProxyT():next(NULL){} T data; ProxyT* next;};template
class MemoryPool{public: static void* New() { if(next==NULL) { Alloc(); } assert(next!=NULL); ProxyT
* cur=next; next=next->next; return cur; } static void Delete(void* ptr) { ProxyT
* cur=static_cast
*>(ptr); cur->next=next; next=cur; }#ifdef CanFree static void Clear() { ProxyT
* proxy=NULL; while(next!=NULL) { proxy=next->next; delete next; next=proxy->next; } next=NULL; }#endif private: static void Alloc(size_t size=16) { if(next==NULL) { #ifdef CanFree ProxyT
* tmpProxy=new ProxyT
(); next=tmpProxy; for(int i=1;i
next=new ProxyT
(); tmpProxy=tmpProxy->next; } #else ProxyT
* memory=(ProxyT
*)malloc(size*sizeof(ProxyT
)); ProxyT
* tmpProxy=new (memory) ProxyT
(); next=tmpProxy; for (size_t i=1;i
next=new (memory+i) ProxyT
(); tmpProxy=tmpProxy->next; } #endif } } static ProxyT
* next; MemoryPool
(); MemoryPool
(const MemoryPool
&);};template
ProxyT
* MemoryPool
::next=NULL; #define NewAndDelete(className) \static void* operator new(size_t size) \{ \ return MemoryPool
::New(); \} \static void operator delete(void* ptr) \{ \ MemoryPool
::Delete(ptr); \}

测试代码如下:

#include "stdafx.h" #define CanFree#include "MemoryPool.h" struct A{     int i;     NewAndDelete(A) };  int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){            {         vector
vect; for(int i=0;i<16;i++) { A* a=new A(); a->i=i; vect.push_back(a); } for(int i=0;i
i<
=0;i--) { delete vect[i]; } vect.clear(); MemoryPool
::Clear(); } system("pause"); return 0; }

运行结果如下图:

不到100行代码,有两个public方法New和Delete;还有一个Clear方法,这个方法的存在取决于是否定义了宏CanFree,如果定义了这个宏,那么对象是一个个的实例化,在调用Clear的时候可以一个个的回收,如果没有定义,那么是一次分配一块较大的内存,然后在这块内存上实例化多个对象,但没有实现回收这块内存的方法,如果要回收这样的大块内存块,就必须将这些内存块的首地址存起来,我这里没有存起来,而且还要标记对象是否使用,那么Proxy<T>还要加一个字段表示是否使用,在回收的时候还要判断所有对象是否没有使用,只有都没使用才能回收,妹的,为了回收弄得这么麻烦,话说你为什么要回收内存池呢,于是就没有实现回收的方法。整个内存池其实就是一个单链表,表头指向第一个没有使用节点,我们可以把这个单链表想象成一段链条,调用方法New就是从链条的一端(单链表表头)取走一节点,调用方法Delete就是在链条的一端(单链表表头)前面插入一个节点,新插入的节点就是链表的表头,这样New和Delete的时间复杂度都是O(1),那叫一个快。

所有要使用内存池的对象,只需要在这个对象中引入宏NewAndDelete,这个宏其实就是重写对象的new和delete方法,让对象的创建和回收都通过内存池来实现,所有用内存池实现的对象使用起来和别的对象基本上是一样,唯一的一个问题就是内存池对象对象不是线程安全的,在多线程编程中,创建一个对象时必须枷锁。如果在New和Delete的实现中都加个锁,我又觉得他太影响性能,毕竟很多时候是不需要枷锁,有些对象可能有不用于多线程,对于这个问题,求高手指点!

 

转载于:https://www.cnblogs.com/hlxs/p/3391698.html

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