一.项目介绍
本项目是楼主在实验楼中学习的,这里主要分享一下学习心得和总结一些经验~
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。本次项目我们将实现一个内存池,并使用一个栈结构来测试我们的内存池提供的分配性能。
二.内存池介绍
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。
三.项目源码及分析
源码地址:
https://github.com/82457097/Linux/tree/master/MemoryPool
1.链式栈的实现
T data
StackNode next
stdallocatorT
StackNode Node
rebindNodeother allocator
m_head
T element
Node curr m_allocator
m_allocatorcurr
currdata element
currnext m_head
m_head curr
T
T result m_headdata
Node ptemp m_headnext
m_allocatorm_head
m_allocatorm_head
m_head ptemp
result
Node curr m_head
curr
Node ptemp currnext
m_allocatorcurr
m_allocatorcurr
curr ptemp
m_head
m_head
T m_headdata
Node m_head
allocator m_allocator
2.main函数测试效果
std
clock_t start
start
StackAlloc allocator stackDefault
i i REPS i
stackDefault
j j ELEMS j
stackDefaultj
j j ELEMS j
stackDefaultj
cout
cout start CLOCKS_PER_SEC endl
以上代码完全是手打的,不确保没有小错误,这里只做思路的解释,项目源码连接已经放在上面了~
3.关于typedef typename Alloc::template rebind::other allocator用法的说明
rebindNodeother
stdallocatorTrebindNodeother
stdallocatorT rebindNodeother
allocatorT rebindNodeother
allocator other
四.小结
这一篇主要解释了链式栈的作用及其原理,我们这里所测试的是系统的内存分配函数std::allocator的性能,下一篇我们将会实现自己的MemoryPool,与其进行性能上的比较,小伙伴们可以先自己研究MemoryPool的实现,有什么不懂得欢迎讨论,有错误或者建议也欢迎指正!
先附上最终性能比较图:次数都是100000x100
效果还是很明显的~
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