C++ 实现高性能内存池

Posted 2021-04-30 蓝桥云课精选

前言：

在 C/C++ 中，内存管理是一个非常棘手的问题，我们在编写一个程序的时候几乎不可避免的要遇到内存的分配逻辑，这时候随之而来的有这样一些问题：是否有足够的内存可供分配? 分配失败了怎么办? 如何管理自身的内存使用情况? 等等一系列问题。

在一个高可用的软件中，如果我们仅仅单纯的向操作系统去申请内存，当出现内存不足时就退出软件，是明显不合理的。

正确的思路应该是在内存不足的时，考虑如何管理并优化自身已经使用的内存，这样才能使得软件变得更加可用。

小编今天介绍的项目就是用C++实现一个内存池，并使用一个栈结构来测试内存池提供的分配性能。

项目名称：

【C++ 实现高性能内存池】

项目简介：

获得内存池所分配的内存速度高于从堆中获得分配的内存的速度，一个长期稳定运行的服务在追求极致的过程中，实现内存池是必不可少的。和标准库中的默认分配器一样，内存池本质上也是分配器。该项目设计并使用 C++实现一个高性能内存池。

涉及的知识点：

• C++ 中的内存分配器 std::allocator

• 内存池技术

• 手动实现模板链式栈

• 链式栈和列表栈的性能比较

内存池简介：

内存池是池化技术中的一种形式。

通常我们在编写程序的时候回使用 new delete 这些关键字来向操作系统申请内存，而这样造成的后果就是每次申请内存和释放内存的时候，都需要和操作系统的系统调用打交道，从堆中分配所需的内存。

如果这样的操作太过频繁，就会找成大量的内存碎片进而降低内存的分配性能，甚至出现内存分配失败的情况。

而内存池就是为了解决这个问题而产生的一种技术。

从内存分配的概念上看，内存申请无非就是向内存分配方索要一个指针，当向操作系统申请内存时，操作系统需要进行复杂的内存管理调度之后，才能正确的分配出一个相应的指针。而这个分配的过程中，我们还面临着分配失败的风险。

所以，每一次进行内存分配，就会消耗一次分配内存的时间，设这个时间为 T，那么进行 n 次分配总共消耗的时间就是 nT；如果我们一开始就确定好我们可能需要多少内存，那么在最初的时候就分配好这样的一块内存区域，当我们需要内存的时候，直接从这块已经分配好的内存中使用即可，那么总共需要的分配时间仅仅只有 T。当 n 越大时，节约的时间就越多。

——以上内容截选自项目【C++ 实现高性能内存池】

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