C 高效能記憶體池，支援動態分配記憶體塊

在c/c++中記憶體的管理是非常頭痛的事情，這裡作者不再多解釋，請參考這篇文章：作者也是參考這篇文章進行對記憶體池的改進和進化。

1、封裝乙個類用於管理記憶體池的使用如下，很容易看得懂，其實就是向記憶體池申請size個空間並進行構造，返回是首個元素的位址。釋放也是一樣，不過釋放多個的時候需要確保這多個元素的記憶體是連續的。

#pragma once
#include template>
class allocatemanager
//allocator申請空間
t * allocatejj(size_t size = 1)
//釋放並**空間
void destroy(t * node, size_t size = 1) }
//獲得當前記憶體池的大小
const size_t getmenorysize()
//獲得當前記憶體池的塊數
const size_t getblocksize()
};

rebind的設計跟c++stl裡的設計是同樣套路，stl設計**如下：

templateclass basic_string
: public _string_val<_elem _ax>
; ...

2、記憶體池設計**，下面會乙個乙個方法拋開說明

#pragma once
#include templateclass memorypool
; memorypool()
~memorypool() }
//申請空間
t * allocateone()
//申請一塊記憶體
if (m_currentslot >= m_laterslot)
return reinterpret_cast(m_currentslot++);
} /*動態分配空間,注意：分配超過2個空間會在塊裡面建立占用4位元組的空間存放陣列的指標，
這個空間不會被**，所以動態分配最好分配大空間才使用動態
*/ t * allocate(size_t size = 1)
; //申請乙個空間
if (size == 1)
return allocateone();
slot_pointer presult = nullptr;
/*先計算最後申請的塊空間夠不夠，不適用**的空間，因為**空間不是連續*/
int canusesize = reinterpret_cast(m_laterslot) + sizeof(slot_) - 1 - reinterpret_cast(m_currentslot);
/*空間不夠動態分配塊大小,不把上一塊剩餘的空間使用是因為空間是需要連續，
所以上一塊會繼續往前推供下次使用*/
m_blocksize++;
if (!m_headslot)//目前沒有一塊記憶體情況
else
return reinterpret_cast(presult);
} //使用空間
void construct(t * p, size_t size = 1)
//析構乙個物件
void destroy(t * p)
//**乙個空間
void deallocate(t * p, size_t count = 1)
; reinterpret_cast(p)->next = m_freeheadslot;
m_freeheadslot = reinterpret_cast(p);
} const size_t getmenorysize()
const size_t getblocksize()
private:
union slot_
; typedef slot_* slot_pointer;
typedef char* char_pointer;
slot_pointer m_freeheadslot;//空閒的空間頭部位置
slot_pointer m_headslot;//指向的頭位置
slot_pointer m_currentslot;//當前所指向的位置
slot_pointer m_laterslot;//指向最後乙個元素的開始位置
size_t m_menorysize;
size_t m_blocksize;
// 同步
std::mutex m_lock;
static_assert(blocksize > 0, "blocksize can not zero");
};

3、申請乙個空間，當**的記憶體沒有或記憶體塊空間不夠時，新開闢一塊記憶體，並將新記憶體放在表頭，返回新記憶體的頭位址，如果記憶體塊還有空間，那麼返回首個空餘的空間

//申請空間
t * allocateone()
//申請一塊記憶體
if (m_currentslot >= m_laterslot)
return reinterpret_cast(m_currentslot++);
}

4、當分配超過2個元素空間時，先判斷空閒塊的空間夠不夠分配，夠分配，不夠新開闢乙個大小跟申請元素個數一樣的記憶體塊，並將該塊記憶體向表頭置後，返回該快首位址。注意，由於分配多個元素的空間也就是分配乙個陣列，這個時候在下一步呼叫建構函式時會構造陣列物件，陣列物件會多乙個指標空間指向該陣列，所以申請n+1個元素時加上乙個指標的空間，否則會洩漏。

這個指標的空間是沒有用的，釋放和**空間是不會**這個指標，這樣它就會占用了記憶體塊乙個指標空間，就相當於磁碟分割槽有未分配的記憶體一樣，分配多個元素空間時這個是無法避免的。

/*動態分配空間,注意：分配超過2個空間會在塊裡面建立占用4位元組的空間存放陣列的指標，
這個空間不會被**，所以動態分配最好分配大空間才使用動態
*/ t * allocate(size_t size = 1)
; //申請乙個空間
if (size == 1)
return allocateone();
slot_pointer presult = nullptr;
/*先計算最後申請的塊空間夠不夠，不適用**的空間，因為**空間不是連續*/
int canusesize = reinterpret_cast(m_laterslot) + sizeof(slot_) - 1 - reinterpret_cast(m_currentslot);
/*空間不夠動態分配塊大小,不把上一塊剩餘的空間使用是因為空間是需要連續，
所以上一塊會繼續往前推供下次使用*/
m_blocksize++;
if (!m_headslot)//目前沒有一塊記憶體情況
else
return reinterpret_cast(presult);
}

其他小的方法就不介紹了，**也有注釋很容易看得懂。

5、效能測試

動態分配時，num1表示分配塊數，num2表示分配的每塊大小。

逐步申請和釋放一千萬個空間(元素為單位），速度如下，c++是最慢的，memorypool快樂接近20倍，memorypool動態分配會更快樂些(面對疾風吧)。

測試**：

#include #include #include #include #include #include"memorypool.h"
#include"allocatemanager.h"
using namespace std;
//動態分配時，num1表示塊數，num2表示每塊大小
#define num1 1000
#define num2 10000 
class test
};void testbycjj()
} //根據物件從記憶體池釋放並**該空間
for (int i = 0; i < num1; i++) }
std::cout << "c++ time: ";
std::cout << (((double)clock() - start) / clocks_per_sec) << endl;
}void testbyone()
} for (int i = 0; i < num1; i++) }
std::cout << "memorypool one time: ";
std::cout << (((double)clock() - start) / clocks_per_sec);
std::cout << " 記憶體塊數量：" << memorypool.getblocksize();
std::cout << " 記憶體消耗(byte)：" << memorypool.getmenorysize() << std::endl;
}void testbyblock()
} for (int i = 0; i < num1; i++) }
std::cout << "memorypool block time: ";
std::cout << (((double)clock() - start) / clocks_per_sec);
std::cout << " 記憶體塊數量：" << memorypool.getblocksize();
std::cout << " 記憶體消耗(byte)：" << memorypool.getmenorysize() << std::endl;
}int main()

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記憶體動態分配

動態分配記憶體

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