内存池的基本概念:所谓池,就是一组资源的集合,内存池,就是内存的一个集合。内存池的存在,可以解决频繁的new和delete产生的系统外碎片的问题,还能解决频繁申请空间频繁释放的效率问题。我们知道,每次new一块空间时,系统都要在内存空闲表中间查找一块空闲的内存分配给申请者,引入内存池的概念后,我们可以事先向系统申请一块比较大的内存作为一类内存的集合,每当我们再次向系统申请空间时,都在内存池中找到并划分给申请者,当申请的这块空间需要释放时,我们就把它归还给内存池。由于我们为内存池申请的空间比较大,就可以避免产生内存碎片;又由于我们每次new和delete的时候都是申请者与内存池之间的交互而不是与系统之间的交互,所以效率得以提升。
其实内存池的概念范围很广,我们也可以用链表实现内存池,new的重定位也是一个内存池
通用内存池实现的依据:用new关键字申请内存时,系统做了两件事,一是调用operator new 开辟内存;二是调用构造函数。由于new这个关键字可以重载,我们就可以实现operator new的重载,从内存池申请空间;调用delete时也分两个步骤,一是调用析构;二是调用operator delete,我们可以实现operator delete的重载,使释放内存时释放到内存池中而不是系统中。
通用内存池内部结构以及实现思路:
下面是一个通用内存池实现的代码:
class SingleTon//考虑到同一个类只需要申请同样一块内存池,所以我们采用单例模式
{
public:
static SingleTon* getInstance()//普通接口
{
return &single;
}
private:
SingleTon(){}
SingleTon(const SingleTon&);//单例模式里面用不到拷贝构造函数,所以只需要写一个声明就可以了
static SingleTon single;//.data
};
SingleTon SingleTon::single;
const int MEM_SIZE = 10;
template<typename T>
class MEM_Management //内存池类模板
{
public:
static MEM_Management<T>* getInstance()
{
return &mm;
}
void* alloc(size_t size) //在内存池类中实现一个接口,方便在实例中调用
{
if (pool == NULL)
{
pool = (Node*)new char[(size + 4) * MEM_SIZE];//申请内存池空间
Node* pCur = pool;
for (pCur; pCur < pool + MEM_SIZE - 1; pCur = pCur + 1)
{
pCur->pnext = pCur + 1;
}
pCur->pnext = NULL;
}
void* ptr = pool;
pool = pool->pnext;
return ptr;
}
void dealloc(void* ptr)
{
if (ptr == NULL)
return;
Node* mptr = (Node*)ptr;
mptr->pnext = pool;
pool = mptr;
}
private:
MEM_Management() :pool(NULL){}
MEM_Management(const MEM_Management<T>&);
class Node //封装内存池的数据域和指针域
{
public:
Node(T val = T()) :mdata(val), pnext(NULL){}
public:
T mdata;
Node* pnext;
};
Node* pool;
static MEM_Management<T> mm;
};
template<typename T>
MEM_Management<T> MEM_Management<T>::mm;
class Student
{
public:
Student(std::string name, int age, bool sex) :
mname(name), mage(age), msex(sex){}
void* operator new(size_t size)
{
return pmm->alloc(size);
}
void operator delete(void* ptr)
{
pmm->dealloc(ptr);
}
private:
std::string mname;
int mage;
bool msex;
static MEM_Management<Student>* pmm;
};
MEM_Management<Student>* Student::pmm = MEM_Management<Student>::getInstance();
int main()
{
Student* pstu1 = new Student("zhangsan", 20, false);//测试用例
Student* pstu2 = new Student("lisi", 22, false);
Student* pstu3 = new Student("wangwu", 21, true);
delete pstu2;
return 0;
}