記憶體池簡單的記憶體池的實現

當頻繁地用malloc申請記憶體，然後再用free釋放記憶體時，會存在兩個主要問題。第乙個問題是頻繁的分配釋放記憶體可能導致系統記憶體碎片過多；第二個問題是分配釋放記憶體花費的時間可能比較多（這個問題不太明顯）。這個時候我們就可以考慮使用記憶體池了。

最樸素的記憶體池思想就是，首先你向系統申請一塊很大的記憶體（這塊記憶體因為很大，以致於我們常稱它為memory pool），然後你在上面實現類似於malloc和free等操作。當你需要分配記憶體時，你用自己的類malloc函式從記憶體池上取一小塊給使用者(後文稱之為小記憶體塊)，當用類free函式釋放從記憶體池上取得的記憶體時，這個小記憶體塊也並不歸還給系統，而只是還給記憶體池。

最近寫telnet還原程式，寫了個簡易記憶體池，和大家分享下。

這個記憶體池提供這樣的功能：i）提供類malloc函式mem_alloc從記憶體池上獲取固定大小的記憶體，提供類free函式mem_free釋放記憶體到記憶體池中；ii）記憶體池初始大小為某個固定大小（buf_size）的n倍，當記憶體池中的記憶體不夠用時，記憶體池能以一定步長增長直到無系統記憶體。

要實現這些功能，首先應該用乙個資料結構（mem_node_t）將記憶體池中的各個小記憶體塊掛起來；然後為了使記憶體池能夠以一定步長增長，我們要能分配多個大的記憶體塊（即多個小記憶體池），為了能順利的管理各個大的記憶體塊，需要乙個資料結構（mem_block_t）來記錄這些資訊；最後，記憶體池的當前狀態（包括可分配的空閒鍊錶，空閒的小記憶體塊的個數等）是我們感興趣的東西，所以用資料結構（mem_pool_t）來記錄。

typedef union _mem_node

mem_node_t, *pmem_node_t;

typedef struct _mem_block

mem_block_t, *pmem_block_t;

typedef struct _mem_pool

mem_pool_t, *pmem_pool_t;

然後提供了一些操作函式：mem_pool_init用來初始化記憶體池；mem_pool_destroy用來釋放記憶體池，將記憶體池所佔空間歸還系統；print_mem_pool_info用來列印記憶體池的資訊；mem_alloc，用來從記憶體池上分配小記憶體塊；mem_free，將小記憶體塊歸還給記憶體池。

mem_alloc和mem_free操作的就是記憶體池的空閒鍊錶，前者從空閒鍊錶取乙個結點，後者將乙個結點插入空閒鍊錶。而這個空閒鍊錶是由mem_pool_init初始化的，而且當記憶體池增長時，即增加新的大記憶體塊時，我們將大記憶體塊上的小記憶體塊也掛接到這個空閒鍊錶上來。需要注意的是小記憶體塊的資料結構用了聯合，這是因為小記憶體塊要麼是掛接在空閒鍊錶上，要麼是分配給了使用者，必居且只能居這兩種狀態之一,這個資料結構可根據需求適當改進。

在碼**之前，要補充說明的是，不少記憶體池都提供了分配不同大小的記憶體塊的功能，將多個不同大小的本記憶體池鏈結起來也可實現這些功能，改動是比較容易的^_^

最後，本記憶體池在vc6下驗證當頻繁分配釋放100位元組大小的記憶體時，本記憶體池效率約是直接malloc和free的10倍，當分配大」湫∈保時扔興檔停狽峙浯笮≡齟笫保時扔興擼峙1000位元組大小的記憶體時，效率比約為100。

**。#ifndef _mem_pool_h_

#define _mem_pool_h_

#define buf_size 100

#define base_count 10000

#define step_count 1000

typedef union _mem_node

mem_node_t, *pmem_node_t;

typedef struct _mem_block

mem_block_t, *pmem_block_t;

typedef struct _mem_pool

mem_pool_t, *pmem_pool_t;

int mem_pool_init(int base, int step);

void mem_pool_destroy(void);

void print_mem_pool_info(void);

void *mem_alloc(void);

void mem_free(void *ptr);

#endif

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