C C 記憶體管理器

c標準庫提供了malloc,free,calloc,realloc，c++標準庫還提供了new, new, delete, delete。這些用來管理記憶體，看起來夠用了，為啥還要自己寫乙個記憶體管理器呢？

原因還是從效能考慮：例如malloc和new是出於通用性考慮的，能處理多執行緒情況(multithread)。對於單執行緒的程式，這種額外的功能反而降低效能。

而且還注意到，new/delete/free/malloc都是要在user-space和kernel-code做切換的，context的切換會降低效能。如果自己寫乙個user-land的記憶體管理器，就能大幅減少這種切換。還有就是gc（garbage collection）。

速度：比編譯器的記憶體分配器要快才行

魯棒：不能有記憶體洩漏，分配多少就收回多少

方便：使用者不怎麼需要改**，就能把記憶體管理器加進去

移植：應當跨平台，使用者在啥系統上都能用，方便移植

申請大塊記憶體

一次性申請一大塊記憶體，減少向系統申請的次數，以後需要申請記憶體就從這一大塊上分配。

（這不就是快取麼。。）

為特定尺寸優化

任何程式中都一種最常見的記憶體申請尺寸。為這種尺寸優化，提公升效能。

需要刪除的記憶體暫時存放在容器中（敝帚自珍）

從使用者角度看，變數宣告週期結束，要釋放分配的記憶體；但是記憶體管理器實際上可以「不真的把這塊記憶體還給系統」，而是攢起來留給後續需要分配記憶體時用。當然，這種記憶體更多的是碎片，所以再分配時可能不夠用，那就得再找大塊記憶體去分配了。

首先是乙個不使用記憶體管理器的**，記憶體的申請和釋放是手動完成的，並且放在for迴圈中，來頻繁的申請和釋放，方法這種做法的效果（慢啊）。**：

#include #include using namespace std;
class complex
private:
double r; //實部
double c; //虛部}; 
int main(int argc, char* ar**)
for (int j=0;j<1000;j++)
}t2 = clock();
cout << double(t2-t1)/clocks_per_sec << "s" << endl;
return 0;
}

這次用乙個記憶體管理類來託管記憶體的申請和釋放，並且原有的complex類上僅僅是過載了new/delete/new/delete這四個operator。放碼過來：

#include #include using namespace std;
class imemorymanager;
class memorymanager: public imemorymanager
~memorymanager()
void* allocate(size_t);
void free(void*);
private:
struct freestore;
void expandpoolsize();
void cleanup();
freestore* freestorehead;
};memorymanager gmemorymanager;
class complex 
inline void* operator new(size_t size)
inline void operator delete(void* object)
inline void* operator new(size_t size)
inline void operator delete(void* object)
private:
double r;
double c;
};void* memorymanager::allocate(size_t size)
freestore* head = freestorehead;
freestorehead = head->next;
return head;
}void memorymanager::free(void* object)
const int poolsize = 128;
void memorymanager::expandpoolsize()
head->next = 0;
}void memorymanager::cleanup()
}int main(int argc, char* ar**)
for (int j=0;j<1000;j++)
} 
t2 = clock();
cout << double(t2-t1)/clocks_per_sec << "s" << endl;
return 0;
}

時間開銷對比

g++ main_v1.cpp -o main_v1 -o3 ./main_v1 0.217214s g++ main_v2.cpp -o main_v2 -o3 ./main_v2

0.026611s

兩者的時間開銷竟然相差乙個數量級。

**的正確性

其實new()申請記憶體的**很不嚴謹，沒有檢查形參size是否會超過預設poolsize大小，只不過通常情況下單次的size肯定小於poolsize，但是極端情況下，或者一口氣申請了多個變數的記憶體，可能會越界。另外，只適用於單執行緒。

以上內容來自ibm的一篇教程，還有很多內容沒能看完和理解，挖坑帶填：

C C 記憶體管理器

opencv記憶體管理器1

C 程式設計記憶體管理器（記憶體池）

任務管理器測試記憶體洩露

C C 記憶體管理器

opencv記憶體管理器1

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