內(nèi)存緩沖池的實現(xiàn)

1、內(nèi)存池實現(xiàn) 話說一直想找一個別人寫好的使用，可惜沒什么人會拿這小東西發(fā)布，只好自寫一個。1.多級鏈表分配池我不知道這種設(shè)計的具體學名是什么，這部分的內(nèi)容也許你去看STL源碼分析的有關(guān)章節(jié)更合適一些，這里我只能用我粗陋的語言描述一下。內(nèi)存池，完全可以從字面上理解為從池子里申請內(nèi)存，釋放的時候還給池子。最簡單的內(nèi)存池應該是fix_pool吧，即每次分配出來的內(nèi)存塊大小是固定的。這種池子的管理結(jié)構(gòu)是一個鏈表，鏈表的每一個節(jié)點為固定大小的內(nèi)存塊。分配的時候，直接返回鏈表的第一個節(jié)點，節(jié)點不足時，從系統(tǒng)申請大塊內(nèi)存分成多個節(jié)點加入鏈表；釋放的時候更簡單，將釋放的內(nèi)存加入鏈表頭。假設(shè)fix_pool的fi

2、x size = 128，那么內(nèi)存池可以為128byte以下的任意大小的請求進行分配，但是這樣做相當浪費呢，于是unfix_pool就在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了。由多個分配大小不同的fix_pool所組成的內(nèi)存池就叫做多級鏈表分配池，我是這么定義的。常規(guī)上會定義8,16,24,32,.,112,120,128這些分配大小，共16級。分配或者釋放的時候，判斷請求的大小在哪一級別上，用該級別的fix_pool鏈表進行分配或者釋放。2.泄漏檢測當所有的分配都經(jīng)過你的手的時候，泄漏檢測什么的再簡單不過了。找個地方把分配的東西記錄下來，釋放的時候把記錄去掉。程序退出的時候還存在的分配記錄就是泄漏了。我個人選用的方

3、法是給每一個分配請求多分配一些內(nèi)存，用來記錄分配的信息，并將這部分信息用雙向鏈表串起來。釋放的時候?qū)︶尫诺闹羔樧鲆幌轮羔樒凭涂梢哉业叫畔⒂涗洸⒁瞥鲭p向鏈表。這個方法的開銷是常數(shù)級的，不過無法處理重復刪除的問題。3.operater new要把你的內(nèi)存池應用到每一個角落，需要定義operator new和operator delete。 void* operator new(size_t) throw(std:bad_alloc); void operator delete(void* p);但是這還不夠，誰也不想

4、看到一堆泄漏信息而找不到泄漏的位置，因此還需要定義帶附加參數(shù)的operator。對于placement new而言，operator new和operator delete是必須的，無法省略。void* operator new(size_t, const char* file, int line, const char* function);void* operator new(size_t, const char*, int, co

5、nst char*);void operator delete(void* p);void operator delete(void* p);為了能用上新的operator，需要在頭文件中重新定義new，并包含進每一個cpp文件。/op_new.h#define DEBUG_NEW new(_FILE_, _LINE_, _FUNCTION_)#define new DEBUG_new不過重定義new會和自行使用placement new的地方?jīng)_突，如stl容器庫，

6、這時候要undef new后才能編譯沖突組件。#undef new#include <vector>#include "op_new.h"4.線程安全我沒聽說過new/delete,malloc/free是線程不安全的，所以在內(nèi)存池的allocate/deallocate接口處直接加了鎖。想降低開銷的同學可以使用spin lock，而不是mutex。5.benchAMD5000+ X2, memory 2G，測試分配大概900M 1     for(int x=0

7、; x<REPEAT; +x) 2      3         clock_t t1 = clock(); 4         for(int i=0; i<15990000; +i) 5    

8、      6             size_t size = rand() % 121; 7             char* p = new charsize; 

9、;8             bufs.push_back(p); 9         10         tm = tm + clock() - t1;11     

10、    printf("time alloc %dn", tm);12 13         t1 = clock();14         for(int i=0; i<bufs.size(); +i)15    

11、0;    16             char* p = bufsi;17             delete  p;18         19 

12、;        t2 = t2 + clock() - t1;20         printf("time free %dn", t2);21         bufs.clear();22     repeat=1win32下分配效率提升大概50%，釋放效率提升170%；linux下技不如人，輸了。repeat=15,應該存在內(nèi)存碎片這種東西了win32下分配效率提升100%，釋放效率提升140%；linux下分配效率提升大概15%左右，釋放效率提升50%以上。猜測結(jié)論： linux的內(nèi)存分配機制很高效。我的實現(xiàn)可能寫得不怎樣，或者內(nèi)存池已經(jīng)out了。補充：由eXile推薦的tcmalloc，進行了性能測試，linux平臺repeat=1tcmalloc和系統(tǒng)分配半斤八兩，難出其右。repeat=15tcmalloc