記憶體池 MemPool 技術詳解

記憶體池（mempool）技術備受推崇。我用google搜尋了下，沒有找到比較詳細的原理性的文章，故此補充乙個。另外，補充了boost::pool元件與經典mempool的差異。同時也描述了mempool在sgi-stl/stlport中的運用。

經典的記憶體池（mempool）技術，是一種用於分配大量大小相同的小物件的技術。通過該技術可以極大加快記憶體分配/釋放過程。下面我們詳細解釋其中的奧妙。

經典的記憶體池只涉及兩個常量：memblocksize、itemsize（小物件的大小，但不能小於指標的大小，在32位平台也就是不能小於4位元組），以及兩個指標變數memblockheader、freenodeheader。開始，這兩個指標均為空。

class

mempool

;struct

_memblock ;

_memblock

*m_pmemblockheader;

_freenode

*m_pfreenodeheader;

public

:mempool(

intnitemsize,

intnmemblocksize

=2048

): m_nitemsize(nitemsize), m_nmemblocksize(nmemblocksize),

m_pmemblockheader(null), m_pfreenodeheader(null)

};

其中指標變數memblockheader是把所有申請的記憶體塊（memblock）串成乙個鍊錶，以便通過它可以釋放所有申請的記憶體。freenodeheader變數則是把所有自由記憶體結點（freenode）串成乙個鏈。

這段話涉及兩個關鍵概念：

記憶體塊（memblock）和

自由記憶體結點（freenode）。記憶體塊大小一般固定為memblocksize位元組（除去用以建立鍊錶的指標外）。記憶體塊在申請之初就被劃分為多個記憶體結點（node），每個node大小為itemsize（小物件的大小），計memblocksize/itemsize個。這memblocksize/itemsize個記憶體結點剛開始全部是自由的，他們被串成鍊錶。我們看看申請/釋放記憶體過程，就很容易明白這樣做的目的。

**如下：

void

*mempool::malloc()

//沒有引數

void

*pfreenode

=m_pfreenodeheader;

m_pfreenodeheader

=m_pfreenodeheader

pprev;

return

pfreenode;}

記憶體申請過程分為兩種情況：

**如下：

void

mempool::free(

void*p)

釋放過程極其簡單，只是把要釋放的結點掛到自由記憶體鍊錶（freenodelist）的開頭即可。

mempool技術申請記憶體/釋放記憶體均極其快（比

autofreealloc慢）。其記憶體分配過程多數情況下複雜度為o(1)，主要開銷在freenodelist為空需要生成新的memblock時。記憶體釋放過程複雜度為o(1)。

boost::pool是記憶體池技術的變種。主要的變化如下：

注意：不要認為boost提供ordered_free是多此一舉。後文我們會在討論boost::object_pool時解釋這一點。

sgi-stl把記憶體池（mempool）技術進行發揚光大，用它來實現其最根本的allocator。

其大體的思想是，建立16個mempool，<=8位元組的記憶體申請由0號mempool分配，<=16位元組的記憶體申請由1號mempool分配，<=24位元組的記憶體有2號mempool分配，以此類推。最後，>128位元組的記憶體申請由普通的malloc分配。

以上**屬於偽**（struct _freenode、_memblock編譯通不過），並且去除了出錯處理。

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