(转载)简单linux C++内存池
2024-06-13 11:33:04
C++代码
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在学习内存池的过程中可谓云游太虚。一般都是针对标准内存池再次实现。大部分以链表的形式讨论。诚然最正宗也最准确，但是相对比较晦涩，本文是针对刚刚接触内存池的同学写的。大大减少了对内存池整体认识的难度。
内存池：
如果程序中涉及频繁申请释放内存，并且每次使用的内存并不是很大，这时候应该考虑内存池。
内存池可以有有效的避免内存碎片的产生。
内存池的框架：
class MemPool{
public:
MemPool（）{初始化分配N个小的内存块}
~MemPool（）{真正删除整个分配了的内存空间}
void* getmem(){获取内存（块）}
void freemem(){释放内存到内存池中，这里并不是真正的释放掉内存，只是回收再利用；}
private:
struct LinkBlock * p;//把很多小内存块关联起来的结构，大部分写成链表的形式
mem_block* m_block;//一个小的内存块。
}；
工作机制：
事先分配出一大块内存，再把这一大块分成很多小块。当程序中需要申请内存时就拿出一小块来用。用完了就把这一小块放回大块中（注意：这个小块内存并没释放掉！），只要不是一下用掉了所有一大块内存，无论多少次申请内存都是重复利用这些小的内存块。知道程序结束真正释放掉整片内存。
所以用内存池可以把大量的内存申请控制在可计算的范围内。内存碎片少。比如：如果用系统的new或者malloc申请10000次内存，可能要10000的小的内存空间，但是使用内存池只需申请100块空间，循环利用100次而已。作用显而易见！
为了让程序简单明了使用STL标准库的vector来充当小内存块的管理器。
vector<char*> vec; 这样每次申请的是vec的一个迭代器的空间。
代码非原创，稍稍做了改动而已。
========================================================================
MemPool.h
#ifndef _MEM_POOL_H
#define _MEM_POOL_H
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
/*
在内存池中分配固定大小的内存块
目的是加速内存分配速度，并且减少因重复分配相同
*/
class CMemPool
{
public:
//创建大小为blockSize的内存块，内存池数目为预分配的数目preAlloc
CMemPool(int blockSize, int preAlloc = 0, int maxAlloc = 0);
~CMemPool();
//获取一个内存块。如果内存池中没有足够的内存块，则会自动分配新的内存块
//如果分配的内存块数目达到了最大值，则会返回一个异常
void* Get();
//释放当前内存块，将其插入内存池
void Release(void* ptr);
//返回内存块大小
int BlockSize() const;
//返回内存池中内存块数目
int Allocated() const;
//返回内存池中可用的内存块数目
int Available() const;
private:
CMemPool();
CMemPool(const CMemPool&);
CMemPool& operator = (const CMemPool&);
enum
{
BLOCK_RESERVE = 128
};
typedef std::vector<char*> BlockVec;
int m_blockSize;
int m_maxAlloc;
int m_allocated;
BlockVec m_blocks;
};
inline int CMemPool::BlockSize() const
{
return m_blockSize;
}
inline int CMemPool::Allocated() const
{
return m_allocated;
}
inline int CMemPool::Available() const
{
return (int) m_blocks.size();
}
#endif
=========================================================
MemPool.cpp
#include "MemPool.h"
CMemPool::CMemPool(int blockSize, int preAlloc, int maxAlloc):
m_blockSize(blockSize),
m_maxAlloc(maxAlloc),
m_allocated(preAlloc)
{
if ( preAlloc < 0 || maxAlloc == 0 || maxAlloc < preAlloc )
{
cout<<"CMemPool::CMemPool parameter error."<<endl;
}
int r = BLOCK_RESERVE;
if (preAlloc > r)
r = preAlloc;
if (maxAlloc > 0 && maxAlloc < r)
r = maxAlloc;
m_blocks.reserve(r);
for (int i = 0; i < preAlloc; ++i)
{
m_blocks.push_back(new char[m_blockSize]);
}
}
CMemPool::~CMemPool()
{
for (BlockVec::iterator it = m_blocks.begin(); it != m_blocks.end(); ++it)
{
delete [] *it;
}
}
void* CMemPool::Get()
{
if (m_blocks.empty())
{
if (m_maxAlloc == 0 || m_allocated < m_maxAlloc)
{
++m_allocated;
return new char[m_blockSize];
}
else
{
cout<<"CMemPool::get CMemPool exhausted."<<endl;
return (void *)NULL;
}
}
else
{
char* ptr = m_blocks.back();
m_blocks.pop_back();
return ptr;
}
}
void CMemPool::Release(void* ptr)
{
memset(ptr,0,sizeof(char)*m_blockSize);//内存回收回来以后并没销毁，原数据仍在，所以应该清空
m_blocks.push_back(reinterpret_cast<char*>(ptr));
}
=========
main.h
#include "stdafx.h"
#include "MemPool.h"
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
CMemPool *m_cache =new CMemPool(50,0,10);
char * src_date="abcdefg";
char *p1=(char*)(m_cache->Get());
char *p2=(char*)(m_cache->Get());
int *p3=(int*)(m_cache->Get());
strcpy(p1,src_date);
strcpy(p2,src_date);
p3[0]=9;p3[1]=25;
m_cache->Release(p1);
m_cache->Release(p2);
m_cache->Release(p3);
//把MemPool.cpp中void CMemPool::Release(void* ptr) 的
//memset(ptr,0,sizeof(char)*m_blockSize);注释掉可以验证每次内存回收以后是重复利用而非销毁
cout<<*(int*)(m_cache->Get())<<endl;
cout<<(char*)(m_cache->Get())<<endl;
cout<<(char*)(m_cache->Get())<<endl;
delete m_cache;
return 0;
}
完毕！
当然这只是探究内存池而已，更高级的比如线程安全，内存扩容，模板等等，仍需解决。
但是相信想初窥内存池门径应该还是有帮助的！
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描述：以STL-vector为数据存储单元，实现简单的内存池功能。
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