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六月 29, 2007
byarrowpig1979
記憶體分配是所有成功的庫都要費大量心力去做好的事情，除非是對performance很高的需求，至少我現在在工作中很少需要自己來寫記憶體分配策略。我始終覺得一些經典的庫，像stl,loki,boost是最好的教材。讀書也要講究方法，讀stl這樣的庫，我現在會逼著自己多問幾個為什麼，為什麼作者要這樣設計呢，如果換作我自己，我會怎樣設計呢，有什麼地方沒有考慮周全呢。今天我試圖來說說記憶體分配，希望大家多發表意見。交流才能進步嘛-:)
我們經常會寫
cmyobject* pobj = new cmyobject(…); // 從堆上分配乙個物件
其實編譯器會產生下面的**：
cmyobject* pobj;
trycatch( std::bad_alloc)
可以把::operator new()看作是malloc，其實這最終會導致乙個系統呼叫，去向系統要資源。在檔案i/o一樣，要提高讀寫速度，關鍵是要減少物理檔案i/o的次數（磁碟尋道，從物理磁碟讀寫）,典型的解決方案就是buffer，每次我都多要一點，下次要讀得東西如果在buffer裡面，就不需要從磁碟拿了，畢竟記憶體操作要比磁碟操作快太多太多了。那自然就想到了，在記憶體分配中也一樣啊，要減少客戶程式實際向系統要記憶體的次數，我每次要得時候多要一點不就可以了嗎。是的，那在c++裡面怎麼實現呢？
在實現的時候有一點要求，就是分配程式的改動，因該盡最大可能不影響客戶程式**，最好一點影響也沒有
我的想法是這樣的：
在第一次需要分配乙個cmyobject物件的時候，我就分配100個sizeof(cmyobject)大小的記憶體，以後第二次要分配乙個cmyobject物件的時候，我就從上次剩下的99個後備中間拿乙個出來。為了達到這樣的目標，我可以維護乙個單向鍊錶，一開始把這100個物件串起來(這需要定義乙個成員變數next),還需要乙個指標，指向下乙個可供使用的物件(freestore)。
class cmyobject；
cmyobject* cmyobject::freestore = null;
void* cmyobject::operator new(size_t size)
// 從庫存中拿出第乙個，給請求的人
p = freestore;
freestore = freestore->next; // 調整freestore到下乙個空閒物件
return p; }
下面我們看看釋放：
void cmyobject::operator delete(void* p,size_t)
整個過程就是這樣的，其實可以看成乙個邏輯上的stack，先reserve一下stack的大小為100，new的時候pop乙個出來，delete的時候push回去。
有兩個地方要注意了：
1. 這是個欠債不還錢的主哦，問系統拿的東西，不還的。要到程式退出的時候，才由程序負責清理。
2. 每次向系統索要記憶體時，其實都會都要一點點用於記錄這塊記憶體的大小之類的，我猜至少是4個位元組，但是現在每個類都多了乙個額外的next指標的代價。似乎除了分配速度提高以外，在大小上沒有優勢。我們馬上會談到如何使用embedded pointer解決這個問題。
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