内存池(Memory Pool)是一种内存分配方式。 通常我们习惯直接使用new、malloc等API申请分配内存,这样做的缺点在于:由于所申请内存块的大小不定,当频繁使用时会造成大量的内存碎片并进而降低性能。
内存池则是在真正使用内存之前,先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时,就从内存池中分出一部分内存块,若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是尽量避免了内存碎片,使得内存分配效率得到提升。
在编写网络通信程序时,要用到自己的发送缓冲区或接收缓冲区,其实这些缓冲区,都是一块特定的内存。特别在编写服务端程序时,能否管理好自己的内存,对于程序的灵活,高效,稳定,起到莫大的作用。再看一下内存管理的定义,它说的是在PC上,现实中也有很多程序不在PC上,比如基于Linux系统的嵌入式设备。其内存一般也就几M,几十M的样子。在编写设备通信程序,比如协议栈时,就更应该管理好自己的内存啦!
下面是内存池的C++实现代码
MemPool.h
empool.h
#ifndef _MEM_POOL_H #define _MEM_POOL_H #include <vector> #include <iostream> #include "Lock.h" using namespace std; /* 在内存池中分配固定大小的内存块 该类的目的是加速内存分配速度,并且减少因重复分配相同 内存时产生的内存碎片,比如在服务器应用程序中。 */ 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(std::size_t 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 std::size_t 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 = 32 }; typedef std::vector<char*> BlockVec; std::size_t m_blockSize; int m_maxAlloc; int m_allocated; BlockVec m_blocks; CMutex m_mutex; }; inline std::size_t 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(std::size_t 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() { CLock lock(m_mutex); 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) { CLock lock(m_mutex); m_blocks.push_back(reinterpret_cast<char*>(ptr)); }
下边是测试代码
// CMyMemPool.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include "MemPool.h" #define DATA_BLOCK_LEN 1500 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { CMemPool myPool1(DATA_BLOCK_LEN, 0, 10); cout<<"myPool1 block size = "<<myPool1.BlockSize()<<endl; cout<<"myPool1 allocated block num = "<<myPool1.Allocated()<<endl; cout<<"myPool1 available block num = "<<myPool1.Available()<<endl<<endl; std::vector<void*> ptrs; for (int i = 0; i < 10; ++i) { ptrs.push_back(myPool1.Get()); } myPool1.Get(); int iavilable = 0; for (std::vector<void*>::iterator it = ptrs.begin(); it != ptrs.end(); ++it) { myPool1.Release(*it); ++iavilable; cout<<"myPool1 available block num = "<<myPool1.Available()<<endl; } CMemPool myPool2(DATA_BLOCK_LEN, 5, 10); cout<<endl<<"myPool2 block size = "<<myPool2.BlockSize()<<endl; cout<<"myPool2 allocated block num = "<<myPool2.Allocated()<<endl; cout<<"myPool2 available block num = "<<myPool2.Available()<<endl; int iWait; cin>>iWait; return 0; }