在之前的文章中，分析了glibc內(nèi)存管理相關(guān)的內(nèi)容，里面的是不是邏輯復(fù)雜?，畢竟咱們用幾十行代碼完成的功能，glibc要用上百乃至上千行代碼來實(shí)現(xiàn)，畢竟它的受眾太多了，需要考慮跨平臺(tái)，各種邊界條件等。

其實(shí)，glibc的內(nèi)存分配庫(kù)ptmalloc也可以看做是一個(gè)內(nèi)存池，出于性能考慮，每次內(nèi)存申請(qǐng)都是先從ptmalloc中進(jìn)行分配，如果沒有合適的則通過系統(tǒng)分配函數(shù)進(jìn)行申請(qǐng)；在釋放的時(shí)候，也是將被釋放內(nèi)存先方式內(nèi)存池中，內(nèi)存池根據(jù)一定的策略，來決定是否進(jìn)行shrink以歸還OS。

那么，現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存池？我們?cè)撛趺磳?shí)現(xiàn)呢？今天，借助這篇文章，我們一起來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存池(文末附有g(shù)ithub地址)。

背景

首先需要說明的是，該內(nèi)存池是筆者在10年前完成的，下面先說下當(dāng)時(shí)此項(xiàng)目的背景。

09年，在某所的時(shí)候，參與了某個(gè)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，該項(xiàng)目是防DDOS攻擊相關(guān)，因此更多的是跟IP相關(guān)，所以每次分配和釋放內(nèi)存都是固定大小，經(jīng)過測(cè)試，性能不是很滿意，所以，經(jīng)過代碼分析以及性能攻擊分析，發(fā)現(xiàn)里面有大量的malloc/free，所以，當(dāng)時(shí)就決定是否從malloc/free入手，能否優(yōu)化整個(gè)項(xiàng)目的性能。

所以，決定實(shí)現(xiàn)一個(gè)Memory Pool，在做了調(diào)研以及研究了相關(guān)論文后，決定實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存池，先試試水，所幸運(yùn)的是，性能確實(shí)比glibc自帶的malloc/free要高，所以也就應(yīng)用于項(xiàng)目上了。

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本文所講的Memory Pool為C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，旨在讓大家都能看懂，看明白(至少能夠完全理解本文所講的Memory Pool的實(shí)現(xiàn)原理)。

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概念

首先，我們介紹下什么是內(nèi)存池？

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預(yù)先在內(nèi)存中申請(qǐng)一定數(shù)量的內(nèi)存塊留作備用，當(dāng)有新的內(nèi)存需求時(shí)，就先從內(nèi)存池中分配內(nèi)存返回，在釋放的時(shí)候，將內(nèi)存返回給內(nèi)存池而不是OS，在下次申請(qǐng)的時(shí)候，重新進(jìn)行分配

?

那么為什么要有內(nèi)存池呢？這就需要從傳統(tǒng)內(nèi)存分配的特點(diǎn)來進(jìn)行分析，傳統(tǒng)內(nèi)存分配釋放的優(yōu)點(diǎn)無(wú)非就是 通用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，但是傳統(tǒng)的內(nèi)存分配、釋放在某些特定的項(xiàng)目中，其不一定是最優(yōu)、效率最高的方案。

傳統(tǒng)內(nèi)存分配、釋放的缺點(diǎn)總結(jié)如下：

1、調(diào)用malloc/new,系統(tǒng)需要根據(jù)“最先匹配”、“最優(yōu)匹配”或其他算法在內(nèi)存空閑塊表中查找一塊空閑內(nèi)存，調(diào)用free/delete,系統(tǒng)可能需要合并空閑內(nèi)存塊，這些會(huì)產(chǎn)生額外開銷

2、頻繁的在堆上申請(qǐng)和釋放內(nèi)存必然需要大量時(shí)間，降低了程序的運(yùn)行效率。對(duì)于一個(gè)需要頻繁申請(qǐng)和釋放內(nèi)存的程序來說，頻繁調(diào)用new/malloc申請(qǐng)內(nèi)存，delete/free釋放內(nèi)存都需要花費(fèi)系統(tǒng)時(shí)間，頻繁的調(diào)用必然會(huì)降低程序的運(yùn)行效率。

3、經(jīng)常申請(qǐng)小塊內(nèi)存，會(huì)將物理內(nèi)存“切”得很碎，導(dǎo)致內(nèi)存碎片。申請(qǐng)內(nèi)存的順序并不是釋放內(nèi)存的順序，因此頻繁申請(qǐng)小塊內(nèi)存必然會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存碎片，造成“有內(nèi)存但是申請(qǐng)不到大塊內(nèi)存”的現(xiàn)象。

內(nèi)存分配

從上圖中，可以看出，應(yīng)用程序會(huì)調(diào)用glibc運(yùn)行時(shí)庫(kù)的malloc函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存申請(qǐng)，而malloc函數(shù)則會(huì)根據(jù)具體申請(qǐng)的內(nèi)存塊大小，根據(jù)實(shí)際情況最終從sys_brk或者sys_mmap_pgoff系統(tǒng)調(diào)用申請(qǐng)內(nèi)存，而大家都知道，跟os打交道，_性能損失_是毋庸置疑的。

其次，glibc作為通用的運(yùn)行時(shí)庫(kù)，malloc/free需要滿足各種場(chǎng)景需求，比如申請(qǐng)的字節(jié)大小不一，多線程訪問等。

沒有比傳統(tǒng)malloc/free性能更優(yōu)的方案呢？

答案是：有。

在程序啟動(dòng)的時(shí)候，我們預(yù)分配特定數(shù)量的固定大小的塊，這樣每次申請(qǐng)的時(shí)候，就從預(yù)分配的塊中獲取，釋放的時(shí)候，將其放入預(yù)分配塊中以備下次復(fù)用，這就是所謂的_內(nèi)存池技術(shù)_，每個(gè)內(nèi)存池對(duì)應(yīng)特定場(chǎng)景，這樣的話，較傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的malloc/free少了很多復(fù)雜邏輯，性能顯然會(huì)提升不少。

結(jié)合傳統(tǒng)malloc/free的缺點(diǎn)，我們總結(jié)下使用內(nèi)存池方案的優(yōu)點(diǎn)：

1、比malloc/free進(jìn)行內(nèi)存申請(qǐng)/釋放的方式快

2、不會(huì)產(chǎn)生或很少產(chǎn)生堆碎片

3、可避免內(nèi)存泄漏

分類

根據(jù)分配出去的字節(jié)大小是否固定，分為 固定大小內(nèi)存池 和 可變大小內(nèi)存池 兩類。

而可變大小內(nèi)存池，可分配任意大小的內(nèi)存池，比如ptmalloc、jemalloc以及google的tcmalloc。

固定大小內(nèi)存池，顧名思義，每次申請(qǐng)和釋放的內(nèi)存大小都是固定的。每次分配出去的內(nèi)存塊大小都是程序預(yù)先定義的值，而在釋放內(nèi)存塊時(shí)候，則簡(jiǎn)單的掛回內(nèi)存池鏈表即可。

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本文主要講的是固定大小的內(nèi)存池。

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原理

內(nèi)存池，重點(diǎn)在”池“字上，之所以稱之為內(nèi)存池，是在真正使用之前，先預(yù)分配一定數(shù)量、大小預(yù)設(shè)的塊，如果有新的內(nèi)存需求時(shí)候，就從內(nèi)存池中根據(jù)申請(qǐng)的內(nèi)存大小，分配一個(gè)內(nèi)存塊，若當(dāng)前內(nèi)存塊已經(jīng)被完全分配出去，則繼續(xù)申請(qǐng)一大塊，然后進(jìn)行分配。

當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存塊釋放的時(shí)候，則將其歸還內(nèi)存池，后面如果再有申請(qǐng)的話，則將其重新分配出去。

內(nèi)存池結(jié)構(gòu)圖

上圖是本文所要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，下面在具體的設(shè)計(jì)之前，我們先講下本內(nèi)存池的原理：

• 創(chuàng)建并初始化頭結(jié)點(diǎn)MemoryPool
• 通過MemoryPool進(jìn)行內(nèi)存分配，如果發(fā)現(xiàn)MemoryPool所指向的第一塊MemoryBlock或者現(xiàn)有MemoryPool沒有空閑內(nèi)存塊，則創(chuàng)建一個(gè)新的MemoryBlock初始化之后將其插入MemoryPool的頭
• 在內(nèi)存分配的時(shí)候，遍歷MemoryPool中的單鏈表MemoryBlock，根據(jù)地址判斷所要釋放的內(nèi)存屬于哪個(gè)MemoryBlock，然后根據(jù)偏移設(shè)置MemoryBlock的第一塊空閑塊索引，同時(shí)將空閑塊個(gè)數(shù)+1

上述只是一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯講解，比較宏觀，下面我們將通過圖解和代碼的方式來進(jìn)行講解。

設(shè)計(jì)

在上圖中，我們畫出了內(nèi)存池的結(jié)構(gòu)圖，從圖中，可以看出，有兩個(gè)結(jié)構(gòu)變量，分別為MemoryPool和MemoryBlock。

下面我們將從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口兩個(gè)部分出發(fā)，詳細(xì)講解內(nèi)存池的設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

MemoryBlock

本文中所講述的內(nèi)存塊的分配和釋放都是通過該結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作，下面是MemoryBlock的示例圖：

MemoryBlock

在上圖中，Header存儲(chǔ)該MemoryBlock的內(nèi)存塊情況，比如可用的內(nèi)存塊索引、當(dāng)前MemoryBlock中可用內(nèi)存塊的個(gè)數(shù)等等。

定義如下所示：

struct MemoryBlock { unsigned int size; unsigned int free_size; unsigned int first_free; struct MemoryBlock *next; char a_data[0]; 
};

其中：

• size為MemoryBlock下內(nèi)存塊的個(gè)數(shù)
• free_size為MemoryBlock下空閑內(nèi)存塊的個(gè)數(shù)
• first_free為MemoryBlock中第一個(gè)空閑塊的索引
• next指向下一個(gè)MemoryBlock
• a_data是一個(gè)柔性數(shù)組

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柔性數(shù)組即數(shù)組大小待定的數(shù)組， C語(yǔ)言中結(jié)構(gòu)體的最后一個(gè)元素可以是大小未知的數(shù)組，也就是所謂的0長(zhǎng)度，所以我們可以用結(jié)構(gòu)體來創(chuàng)建柔性數(shù)組。

它的主要用途是為了滿足需要變長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)體，為了解決使用數(shù)組時(shí)內(nèi)存的冗余和數(shù)組的越界問題。

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MemoryPool

MemoryPool為內(nèi)存池的頭，里面定義了該內(nèi)存池的信息，比如本內(nèi)存池分配的固定對(duì)象的大小，第一個(gè)MemoryBlock等

struct MemoryPool {
 unsigned int obj_size;
 unsigned int init_size;
 unsigned int grow_size;

 MemoryBlock *first_block;
};

其中：

• obj_size為內(nèi)存池分配的固定內(nèi)存塊的大小
• init_size初始化內(nèi)存池時(shí)候創(chuàng)建的內(nèi)存塊的個(gè)數(shù)
• grow_size當(dāng)初始化內(nèi)存塊使用完后，再次申請(qǐng)內(nèi)存塊時(shí)候的個(gè)數(shù)
• first_block指向第一個(gè)MemoryBlock

接口

memory_pool_create

MemoryPool *memory_pool_create(unsigned int init_size, unsigned int grow_size, unsigned int size);

本函數(shù)用來創(chuàng)建一個(gè)MemoryPool，并對(duì)其進(jìn)行初始化，下面是參數(shù)說明：

• init_size 表示第一個(gè)MemoryBlock中創(chuàng)建塊的個(gè)數(shù)
• grow_size 表示當(dāng)MemoryPool中沒有空閑塊可用，則創(chuàng)建一個(gè)新的MemoryBlock時(shí)其塊的個(gè)數(shù)
• size 為塊的大小(即每次分配相同大小的固定size)

memory_alloc

void *memory_alloc(MemoryPool *mp);

本函數(shù)用了從mp中申請(qǐng)一塊內(nèi)存返回

• mp 為MemoryPool類型指針，即內(nèi)存池的頭
• 如果內(nèi)存分配失敗，則返回NULL

memory_free

void* memory_free(MemoryPool *mp, void *pfree);

本函數(shù)用來釋放內(nèi)存

• mp 為MemoryPool類型指針，即內(nèi)存池的頭
• pfree 為要釋放的內(nèi)存

free_memory_pool

void free_memory_pool(MemoryPool *mp);

本函數(shù)用來釋放內(nèi)存池

實(shí)現(xiàn)

在講解整個(gè)實(shí)現(xiàn)之前，我們先看先內(nèi)存池的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。

初始化內(nèi)存池

MemoryPool是整個(gè)內(nèi)存池的入口結(jié)構(gòu)，該函數(shù)主要是用來創(chuàng)建MemoryPool對(duì)象，并使用參數(shù)對(duì)其內(nèi)部的成員變量進(jìn)行初始化。

函數(shù)定義如下:

MemoryPool *memory_pool_create(unsigned int init_size, unsigned int grow_size, unsigned int size) {
 MemoryPool *mp;
 mp = (MemoryPool*)malloc(sizeof(MemoryPool));
 mp->first_block = NULL;
 mp->init_size = init_size;
 mp->grow_size = grow_size; if(size < sizeof(unsigned int))
 mp->obj_size = sizeof(unsigned int);
 mp->obj_size = (size + (MEMPOOL_ALIGNMENT-1)) & ~(MEMPOOL_ALIGNMENT-1); return mp;
}

內(nèi)存分配

void *memory_alloc(MemoryPool *mp) { unsigned int i; unsigned int length; if(mp->first_block == NULL) {
 MemoryBlock *mb;
 length = (mp->init_size)*(mp->obj_size) + sizeof(MemoryBlock);
 mb = malloc(length); if(mb == NULL) {
 perror("memory allocate failed!\n"); return NULL;
 } /* init the first block */ mb->next = NULL;
 mb->free_size = mp->init_size - 1;
 mb->first_free = 1;
 mb->size = mp->init_size*mp->obj_size;

 mp->first_block = mb; char *data = mb->a_data; /* set the mark */ for(i=1; iinit_size; ++i) {
 *(unsigned long *)data = i;
 data += mp->obj_size;
 } return (void *)mb->a_data;
 }

 MemoryBlock *pm_block = mp->first_block; while((pm_block != NULL) && (pm_block->free_size == 0)) {
 pm_block = pm_block->next;
 } if(pm_block != NULL) { char *pfree = pm_block->a_data + pm_block->first_free * mp->obj_size;

 pm_block->first_free = *((unsigned long *)pfree);
 pm_block->free_size--; return (void *)pfree;
 } else { if(mp->grow_size == 0) return NULL;
 
 MemoryBlock *new_block = (MemoryBlock *)malloc((mp->grow_size)*(mp->obj_size) + sizeof(MemoryBlock)); if(new_block == NULL) return NULL; char *data = new_block->a_data; for(i=1; igrow_size; ++i) {
 *(unsigned long *)data = i;
 data += mp->obj_size;
 } 

 new_block->size = mp->grow_size*mp->obj_size;
 new_block->free_size = mp->grow_size-1;
 new_block->first_free = 1;
 new_block->next = mp->first_block;
 mp->first_block = new_block; return (void *)new_block->a_data;
 }
}

內(nèi)存塊主要在MemoryBlock結(jié)構(gòu)中，也就是說申請(qǐng)的內(nèi)存，都是從MemoryBlock中進(jìn)行獲取，流程如下：

• 獲取MemoryPool中的first_block指針
• 如果該指針為空，則創(chuàng)建一個(gè)MemoryBlock，first_block指向新建的MemoryBlock，并返回
• 否則，從first_block進(jìn)行單鏈表遍歷，查找第一個(gè)free_size不為0的MemoryBlock，如果找到，則對(duì)該MemoryBlock的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后返回內(nèi)存塊
• 否則，創(chuàng)建一個(gè)新的MemoryBlock，進(jìn)行初始化分配之后，將其插入到鏈表的頭部(這樣做的目的是為了方便下次分配效率，即減小了鏈表的遍歷)

在上述代碼中，需要注意的是第30-33行或者67-70行，這兩行的功能一樣，都是對(duì)新申請(qǐng)的內(nèi)存塊進(jìn)行初始化，這幾行的意思，是要將空閑塊連接起來，但是，并沒有使用傳統(tǒng)意義上的鏈表方式，而是通過index方式進(jìn)行連接，具體如下圖所示：

在上圖中，第0塊空閑塊的下一個(gè)空閑塊索引為1，而第1塊空閑塊的索引為2，依次類推，形成了如下鏈表方式

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1->2->3->4->5

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內(nèi)存分配流程圖如下所示：

內(nèi)存釋放

void* memory_free(MemoryPool *mp, void *pfree) { if(mp->first_block == NULL) { return;
 }

 MemoryBlock *pm_block = mp->first_block;
 MemoryBlock *pm_pre_block = mp->first_block; /* research the MemoryBlock which the pfree in */ while(pm_block && ((unsigned long)pfree < (unsigned long)pm_block->a_data || 
 (unsigned long)pfree>((unsigned long)pm_block->a_data+pm_block->size))) { //pm_pre_block = pm_block; pm_block = pm_block->next; if(pm_block == NULL) { return pfree;
 }
 } unsigned int offset = pfree -(void*) pm_block->a_data; if((offset&(mp->obj_size -1)) > 0) { return pfree;
 }

 pm_block->free_size++;
 *((unsigned int *)pfree) = pm_block->first_free;

 pm_block->first_free=(unsigned int)(offset/mp->obj_size); return NULL;
}

內(nèi)存釋放過程如下：

• 判斷當(dāng)前MemoryPool的first_block指針是否為空，如果為空，則返回

• 否則，遍歷MemoryBlock鏈表，根據(jù)所釋放的指針參數(shù)判斷是否在某一個(gè)MemoryBlock中

• 如果找到，則對(duì)MemoryBlock中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行操作，然后返回

• 否則，沒有合適的MemoryBlock，則表明該被釋放的指針不在內(nèi)存池中，返回

在上述代碼中，需要注意第20-29行。

• 第20行，求出被釋放的內(nèi)存塊在MemoryBlock中的偏移
• 第22行，判斷是否能被整除，即是否在這個(gè)內(nèi)存塊中，算是個(gè)double check
• 第26行，將該MemoryBlock中的空閑塊個(gè)數(shù)加1
• 第27-29行，類似于鏈表的插入，將新釋放的內(nèi)存塊的索引放入鏈表頭，而其內(nèi)部的指向下一個(gè)可用內(nèi)存塊

現(xiàn)在舉個(gè)例子，以便于理解，假設(shè)在一開始有5個(gè)空閑塊，其中前三個(gè)空閑塊都分配出去了，那么此時(shí)，空閑塊鏈表如下:

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4->5，其中first_free = 4

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然后在某一個(gè)時(shí)刻，第1塊釋放了，那么釋放歸還之后，如下:

?

1->4->5，其中first_free = 1

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內(nèi)存釋放流程圖如下：

內(nèi)存釋放

釋放內(nèi)存池

void free_memory_pool(MemoryPool *mp) {
 MemoryBlock *mb = mp->first_block; if(mb != NULL) { while(mb->next != NULL) {
 s_memory_block *delete_block = mb;
 mb = mb->next; free(delete_block);
 } free(mb);
 } free(mp);
}

上圖是一個(gè)完整的分配和釋放示意圖，下面，我結(jié)合代碼來分析：

• (a)步，創(chuàng)建了一個(gè)MemoryPool結(jié)構(gòu)體
• obj_size = 4代表本內(nèi)存池分配的內(nèi)存塊大小為4
• init_size = 5代表創(chuàng)建內(nèi)存池的時(shí)候，第一塊MemoryBlock的空閑內(nèi)存塊個(gè)數(shù)為5
• grow_size = 5代表當(dāng)申請(qǐng)內(nèi)存的時(shí)候，如果沒有空閑內(nèi)存，則創(chuàng)建的新的MemoryBlock的空閑內(nèi)存塊個(gè)數(shù)為5
• (b)步，分配出去一塊內(nèi)存
• 此時(shí)，free_size即該MemoryBlock中可用空閑塊個(gè)數(shù)為4
• first_free = 1，代表將內(nèi)存塊分配出去之后，下一個(gè)可用的內(nèi)存塊的index為1
• (c)步，分配出去一塊內(nèi)存
• 此時(shí)，free_size即該MemoryBlock中可用空閑塊個(gè)數(shù)為3
• first_free = 2，代表將內(nèi)存塊分配出去之后，下一個(gè)可用的內(nèi)存塊的index為2
• (d)步，分配出去一塊內(nèi)存
• 此時(shí)，free_size即該MemoryBlock中可用空閑塊個(gè)數(shù)為2
• first_free = 3，代表將內(nèi)存塊分配出去之后，下一個(gè)可用的內(nèi)存塊的index為3
• (e)步，分配出去一塊內(nèi)存
• 此時(shí)，free_size即該MemoryBlock中可用空閑塊個(gè)數(shù)為1
• first_free = 4，代表將內(nèi)存塊分配出去之后，下一個(gè)可用的內(nèi)存塊的index為4
• (f)步，釋放第1個(gè)內(nèi)存塊
• 將free_size進(jìn)行+1操作
• fire_free值為此次釋放的內(nèi)存塊的索引，而釋放的內(nèi)存塊的索引里面的值則為之前first_free的值(此處釋放用的前差法)
• (g)步，釋放第3個(gè)內(nèi)存塊
• 將free_size進(jìn)行+1操作
• fire_free值為此次釋放的內(nèi)存塊的索引，而釋放的內(nèi)存塊的索引里面的值則為之前first_free的值(此處釋放用的前差法)
• (h)步，釋放第3個(gè)內(nèi)存塊
• 將free_size進(jìn)行+1操作
• fire_free值為此次釋放的內(nèi)存塊的索引，而釋放的內(nèi)存塊的索引里面的值則為之前first_free的值(此處釋放用的前差法)

測(cè)試

測(cè)試代碼如下:

#include "memory_pool.h" #include  #include  #include  int main() {
 MemoryPool *mp = memory_pool_create(8); struct timeval start; struct timeval end; int t[] = {20000, 40000, 80000, 100000, 120000, 140000, 160000, 180000, 200000}; int s = sizeof(t)/sizeof(int); for (int i = 0; i < s; ++i) {
 gettimeofday(&start, NULL); for (int j = 0; j < t[i]; ++j) { void *p = memory_alloc(mp);
 memory_free(mp, p); // //void *p = malloc(8); //free(p); }
 gettimeofday(&end, NULL); long cost = 1000000 * (end.tv_sec - start.tv_sec) +
 end.tv_usec - start.tv_usec; printf("%ld\n",cost);
 }
 
 free_memory_pool(mp); return 0;
}

數(shù)據(jù)對(duì)比如下：

從上圖可以看出，pool的分配效率高于傳統(tǒng)的malloc方式，性能提高接近100%

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本測(cè)試結(jié)果僅針對(duì)當(dāng)時(shí)的項(xiàng)目，對(duì)其他測(cè)試case不具有普遍性

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擴(kuò)展

在文章前面，我們有提過本內(nèi)存池是_單線程、固定大小的_，但是往往這種還是不能滿足要求，如下幾個(gè)場(chǎng)景

• 單線程多固定大小
• 多線程固定大小
• 多線程多固定大小

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多固定大小，指的是提前預(yù)支需要申請(qǐng)的內(nèi)存大小

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單線程多固定大小: 針對(duì)此場(chǎng)景，由于已經(jīng)預(yù)知了所申請(qǐng)的size，所以可以針對(duì)每個(gè)size創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存池

多線程固定大?。横槍?duì)此場(chǎng)景，有以下兩個(gè)方案

• 使用ThreadLocalCache
• 每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存池
• 使用加鎖，操作全局唯一內(nèi)存池(每次加鎖解鎖耗時(shí)100ns左右)

多線程多固定大小：針對(duì)此場(chǎng)景，可以結(jié)合上述兩個(gè)方案，即

• 使用ThreadCache，每個(gè)線程內(nèi)創(chuàng)建多固定大小的內(nèi)存池
• 每個(gè)線程內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)多固定大小的內(nèi)存池
• 使用加鎖，操作全局唯一內(nèi)存池(每次加鎖解鎖耗時(shí)100ns左右)

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上述幾種方案，僅僅是在使用固定大小內(nèi)存池基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展，具體的方案，需要根據(jù)具體情況來具體分析

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結(jié)語(yǔ)

本文主要講了固定大小內(nèi)存池的實(shí)現(xiàn)方式，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)方案的局限性，此內(nèi)存池設(shè)計(jì)方案僅適用于每次申請(qǐng)都是特定大小的場(chǎng)景。雖然在擴(kuò)展部分做了部分思維發(fā)散，但因?yàn)槲醋龀浞值臄?shù)據(jù)對(duì)比，所以僅限于思維擴(kuò)散。

目前，開源的內(nèi)存分配庫(kù)很多，比較優(yōu)秀的有谷歌的tcmalloc以及微軟的mimalloc，大家可以根據(jù)自己項(xiàng)目的需求場(chǎng)景，選擇合適的內(nèi)存分配庫(kù)。

今天的文章就到這里，下期見。