C内存池
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在C / C + +内存分配（通过malloc或new）可以采取了很多时间。
为了使事情变得更糟，内存会随着时间的推移片段，所以应用程序的性能会降低运行时，在一个长期的时间和/或执行了大量的内存（DE）的拨款。特别是如果你往往极少量的内存分配，堆变得支离破碎。
解决办法:您自己的内存池
一个（可能）解决方案可以是一个内存池。
一个"内存池"分配的内存在启动时的大量，将分成较小的块块。每次你从池中请求内存，它是采取从先前分配的块，而不是从操作系统。最大的优点是:很少（为none）堆的碎片速度比"正常"的内存（DE）的分配（例如，通过malloc，新等）
此外，你得到这些好处:检查内存池里面是一个任意指针写入您的硬盘"堆转储"（伟大的验尸调试等）一些"内存泄漏检测":当你还没有释放所有以前分配的内存，内存池将抛出一个断言
让我们看看在内存池UML架构:
内存池的UML架构
该模式显示只有一小部分CMemoryPool类，使用Doxygen生成的文档进行了详细的类描述的看看。
所以，它的实际工作呢？一个字左右的MemoryChunks
正如你可以看到从UML模式，内存池下辖SMemoryChunk结构（m_ptrFirstChunk，m_ptrLastChunk，并m_ptrCursorChunk）的指针。这些块建立的内存块链表。每个点列表中的下一个块。从操作系统分配一个内存块时，它会完全由SMemoryChunks管理。让我们仔细看看在这样一大块:typedef结构SMemoryChunk{ TB的数据; / /实际的数据 标准:为size_t的数据大小; / /大小quot; Dataquot;座 STD:为size_t UsedSize; / /实际使用的尺寸 BOOL IsAllocationChunk; / / TRUE时，这个MemoryChunks
; / /指向一个quot; Dataquot;座 &
#160; 可以释放/ /通过"自由（）quot; SMemoryChunk下一步; / /指向下一个MemoryChunk
; / /在列表（可能为NULL）} SMemoryChunk;
每块持有指向:小块的内存（数据），从该块（数据大小）开始，内存的总大小实际使用的大小（UsedSize）和一个指针列表中的下一个块（下一步）。第一步:预分配的内存
当您呼叫CMemoryPool的构造函数时，内存池从操作系统分配其第一个（大）内存块./******************构造******************/CMemoryPool:CMemoryPool（CONST STD:为size_t放大器; sInitialMemoryPoolSize
常量的std::为size_t放大器; sMemoryChunkSize
0; 常量的std::为size_t放大器; sMinimalMemorySizeToAllocate &#
160; BOOL bSetMemoryData）{ m_ptrFirstChunk = NULL; m_ptrLastChunk = NULL; m_ptrCursorChunk = NULL; m_sTotalMemoryPoolSize = 0; m_sUsedMemoryPoolSize = 0; m_sFreeMemoryPoolSize = 0; m_sMemoryChunkSize = sMemoryChunkSize; &
#160;m_uiMemoryChunkCount = 0; m_uiObjectCount = 0; m_bSetMemoryData = bSetMemoryData; m_sMinimalMemorySizeToAllocate = sMinimalMemorySizeToAllocate; / /分配的内存从操作系统的初始金额... AllocateMemory（sInitialMemoryPoolSize）;}
通常初始化所有类成员是在这里完成，并AllocateMemory最终将要求从操作系统的内存./******************AllocateMemory******************/LT; CODEgt; BOOL CMemoryPool:AllocateMemory（CONST STD:为size_t放大器; sMemorySize）{ STD:为size_t sBestMemBlockSize = CalculateBestMemoryBlockSize（sMemorySize）; / /从操作系统分配 TB的* ptrNewMemBlock =（TB的*）malloc的（sBestMemBlockSize）; ... ...
因此，如何内存池管理这方面的数据？第二步:分配的内存分割
如前所述，内存池管理SMemoryChunks所有数据。要求从操作系统的内存后，没有块和实际内存块之间的连接:
在初次分配的内存池
我们需要SMemoryChunk结构数组分配管理，内存块:/ / AllocateMemory（续）: ... ... 无符号整型uiNeededChunks = CalculateNeededChunks（sMemorySize）; / /分配管理内存块阵列 SMemoryChunk * ptrNewChunks = （SMemoryChunk *）malloc的（（uiNeededChunks * SIZEOF（SMemoryChunk）））; ASSERT（（（ptrNewMemBlock）放大器;放大器;（ptrNewChunks））
放大器;放大器"，错误:系统跑出来的Memoryquot;）; ... ...
CalculateNeededChunks（）将计算管理所需的内存一定量的块数。在分配的块（通过malloc），ptrNewChunks点SMemoryChunks阵列。注意，阵列中的块只持有垃圾数据，因为我们还没有分配任何有意义的数据块成员。内存池"堆"看起来像这样:
SMemoryChunk分配后的内存池
尽管如此，有没有数据块和块之间的连接。但AllocateMemory（）将照顾它。 LinkChunksToData（）最终将内存块和块连结在一起。这也将有效的数据分配到每块会员...//( AllocateMemory（）续）: ... ... / /副分配的内存块链表的MemoryChunks 返回LinkChunksToData（ptrNewChunks，uiNeededChunks，ptrNewMemBlock）;
让我们在LinkChunksToData细看():/******************LinkChunksToData******************/BOOL CMemoryPool:LinkChunksToData（SMemoryChunk * ptrNewChunks 无符号整型uiChunkCount，TB的* ptrNewMemBlock）{ SMemoryChunk * ptrNewChunk = NULL;
无符号整型uiMemOffSet = 0; BOOL bAllocationChunkAssigned = FALSE; 为（无符号int I = 0;我LT; uiChunkCount;我） { 如果（！m_ptrFirstChunk） { &
#160; m_ptrFirstChunk = SetChunkDefaults（AMP（ptrNewChunks [0]））; m_ptrLastChunk = m_ptrFirstChunk;
; m_ptrCursorChunk = m_ptrFirstChunk; }
60; 其他 { ptrNewChunk = SetChunkDefaults（AMP（ptrNewChunks [I]））; m_ptrLastChunk - GT下一步= ptrNewChunk; m_ptrLastChunk = ptrNewChunk; } uiMemOffSet =（I *（（无符号整数）m_sMemoryChunkSize））; m_ptrLastChunk - GT;数据=安培（ptrNewMemBlock [uiMemOffSet]）;
0;/ /将分配到新的内存块的第一个块 / /一个quot; AllocationChunkquot;这意味着，这一大块存储 / /"originalquot;指针的MemBlock和负责 / / quot;（）quot;的记忆.... 如果（！bAllocationChunkAssigned） { m_ptrLastChunk - GT; IsAllocationChunk = TRUE; bAllocationChunkAssigned =; } } 返回RecalcChunkMemorySize（m_ptrFirstChunk，m_uiMemoryChunkCount）;}
让我们在这个重要的方法一步一步看:第一线检查，如果已经有块列表中:... 如果（！m_ptrFirstChunk） ... ...
一开始，这是情况并非如此。因此，我们首次分配我们的内部类成员:... m_ptrFirstChunk = SetChunkDefaults（AMP（ptrNewChunks [0]））; m_ptrLastChunk = m_ptrFirstChunk; m_ptrCursorChunk = m_ptrFirstChunk; ... ...
m_ptrFirstChunk点，现在的第一块块阵列。每块管理完全m_sMemoryChunkSize字节的内存块。 "偏移"值将被计算，使每块将指向一个特定部分的内存块。 uiMemOffSet =（I *（（无符号整数）m_sMemoryChunkSize））; m_ptrLastChunk - GT;数据=安培（ptrNewMemBlock [uiMemOffSet]）;
此外，从数组中的每一个新SMemoryChunk将被添加到链表的最后一个元素（并最终成为最后一个元素本身）:... ... m_ptrLastChunk - GT下一步= ptrNewChunk; m_ptrLastChunk = ptrNewChunk; ... ...
在随后的"循环"的通过，将陆续分配内存池的有效数据到阵列中的所有块。
的内存和块连在一起的，指向有效的数据
最后，我们必须重新计算每个块可以管理的内存总量。这是相当费时，而且必须做的每一次新的内存从操作系统的内存池。每个块的内存总量，将被分配到的块数据大小成员./******************RecalcChunkMemorySize******************/BOOL CMemoryPool:RecalcChunkMemorySize（SMemoryChunk * ptrChunk
0; 无符号整型uiChunkCount）{ 无符号整型uiMemOffSet = 0; 为（无符号int I = 0;我LT; uiChunkCount;我） { （ptrChunk） {
60; uiMemOffSet =（I *（（无符号整数）m_sMemoryChunkSize））; ptrChunk - GT;数据大小=
（（（无符号整数）m_sTotalMemoryPoolSize） - uiMemOffSet）; &
#160; ptrChunk = ptrChunk - GT;下一步; }
60; 其他 { 断言（假放大器;放大器; quot;错误:ptrChunk == NULLquot;）; 返回false;
} } 返回true;}
后RecalcChunkMemorySize，每块都知道的可用记忆体，它是指向量。因此，它变得非常容易，以确定是否能够保持一个特定的内存量一大块，时的数据大小成员比请求的内存量（或等于）的UsedSize成员是0，那么该块有能力持有的内存。最后，内存分段完成。为了使事情少抽象，让我们假设，内存池包含600个字节，每块是100字节。{五}内存分段完成。每块管理正好是100字节第三步:要求从内存池的内存如果用户请求的内存池
那么，会发生什么？最初，在内存池中的所有数据是免费提供:{中六}所有可用的内存块
让我们看看在GetMemory :/******************GetMemory******************/无效* CMemoryPool:GetMemory（const的STD:为size_t放大器; sMemorySize）{ STD:为size_t sBestMemBlockSize = CalculateBestMemoryBlockSize（sMemorySize）; SMemoryChunk * ptrChunk = NULL; 而（！ptrChunk） { / /是一个大块可用于保存请求的内存量？ ptrChunk = FindChunkSuitableToHoldMemory（sBestMemBlockSize）; LT; CODEgt;（ptrChunk！） { / /没有块可以找到 / / = GT内存池是为小。我们已要求 &
#160; / /从操作系统的内存....
60;sBestMemBlockSize = MaxValue的（sBestMemBlockSize
CalculateBestMemoryBlockSize（m_sMinimalMemorySizeToAllocate））; AllocateMemory（sBestMemBlockSize）;
; } } / /最后一个合适的块被发现。 / /调整内部quot值; TotalSizequot; /"UsedSizequot;成员和 / / MemoryChunk本身的价值。 m_sUsedMemoryPoolSize = sBestMemBlockSize; m_sFreeMemoryPoolSize -= sBestMemBlockSize; m_uiObjectCount; SetMemoryChunkValues（ptrChunk，sBestMemBlockSize）; / /最终用户返回指针 返回（（无效*）ptrChunk - GT，数据）;}
当用户请求从内存池的内存，它会搜索一大块是持有所要求的数额的能力清单。这意味着:该块数据大小必须大于或等于请求的内存量UsedSize块必须为0
这样做的FindChunkSuitableToHoldMemory方法。如果返回NULL，则没有内存可用内存池。这将导致一个AllocateMemory呼叫（如上所述），这将要求更多的内存，从OS。如果返回值不为NULL，一个有效的块被发现。 SetMemoryChunkValues将调整块的内部值，而最终的数据指针返回给用户.../******************SetMemoryChunkValues******************/无效CMemoryPool:SetMemoryChunkValues（SMemoryChunk * ptrChunk 常量的std::为size_t放大器; sMemBlockSize）（ptrChunk） { ptrChunk - GT; UsedSize = sMemBlockSize; } ... ...}
让我们假设，即用户要求从我们的内存池250个字节:{七}使用中的存储
正如你可以看到，每个内存块管理250个字节100字节，所以只是不适合在那里。会发生什么？那么，GetMemory将返回从第一块数据指针和设置UsedSize成员300个字节，因为300个字节是最小的内存量可以通过块管理，是GT = 250个字节。 （300 - 250 = 50）字节左边是所谓的"内存开销"的内存池（除了块本身所需要的内存）。这是不是那么糟糕，因为它似乎的，因为内存仍可使用（它仍然是在内存池）。
当FindChunkSuitableToHoldMemory有效的块搜索，它会跳只有一个"空块"到另一个"空块"。这意味着，如果有人请求另一个内存块，第四块的例子（一个300字节）将成为下一个"有效"的块。
跳转到下一个有效的块
使用的代码是简单而直接:只包含"CMemoryPool.h"在您的应用程序，所有相关文件，并添加到您的IDE / Makefile中:CMemoryPool.hCMemoryPool.cppIMemoryBlock.hSMemoryChunk.h
你刚才创建的CMemoryPool类的实例，你就可以开始从它分配内存。所有的内存池的配置是在CMemoryPool构造（可选参数）。有看看头文件（"CMemoryPool.h"）或使用Doxygen - doku。所有文件都严重（Doxygen的）记录。用法exampleMemPool:CMemoryPool * g_ptrMemPool =新的内存池:CMemoryPool（）;CHAR * ptrCharArray =（CHAR *）g_ptrMemPool - GT; GetMemory（100）;... ...g_ptrMemPool - GT; FreeMemory（ptrCharArray 100）;删除g_ptrMemPool;内存转储
你可以写在任何时间通过WriteMemoryDumpToFile（strFileName）的"内存转储"到您的硬盘。让我们来看看一个简单的测试类的构造器（重载new和delete运算符使用的内存池):/******************构造******************/MyTestClass::MyTestClass（）{ m_cMyArray [0] ="H"; m_cMyArray [1] ='E'; &#
160;m_cMyArray [2] ='L'; m_cMyArray [3] ='L'; m_cMyArray [4] ='O'; m_cMyArray [5] = NULL; m_strMyString ="这是一个小的考验Stringquot;
m_iMyInt = 12345; m_fFloatValue = 23456.7890f; m_fDoubleValue = 6789.012345; 下一步=;} MyTestClass * ptrTestClass =新MyTestClass;g_ptrMemPool - GT; WriteMemoryDumpToFile（"; MemoryDump.binquot";）;
在看内存转储文件（"MemoryDump.bin"）:
正如你可以看到，这些都是MyTestClass在内存转储类成员的所有值。显然，"Hello"的字符串（"m_cMyArray"）是有，所以也整数值m_iMyInt（3930 0000 = 0x3039 = 12345十进制）等。这是伟大的验尸调试... ...
我做了一些非常简单的速度测试在Windows（通过timeGetTime（）），但结果应该显示的内存池，可以大大加快应用程序。所有测试已与微软Visual Studio NET 2003的调试版本（测试机:英特尔奔腾IV处理器（32位），1GB内存，微软Windows XP专业）。/ /阵列测试（内存池）:为（无符号整数J = 0，J LT; TestCount，J）{
/ / ARRAYSIZE = 1000 CHAR * ptrArray =（CHAR *）g_ptrMemPool - GT; GetMemory（ARRAYSIZE）; g_ptrMemPool - GT; FreeMemory（ptrArray，ARRAYSIZE）;} / /阵列测试（堆）:为（无符号整数J = 0，J LT; TestCount，J）{ / / ARRAYSIZE = 1000 CHAR * ptrArray =（CHAR *）malloc的（ARRAYSIZE）; 免费（ptrArray）;}
MemoryPool和堆"数组测试"（重载新建/删除）/ /类测试的结果为（无符号整数J = 0，J LT; TestCount，J）{ MyTestClass * ptrTestClass =新MyTestClass; 删除ptrTestClass;}
结果"类测试"（重载的new / delete操作符的）
代码已经过测试，在MS Windows和Linux下面的C编译器（S）:微软Visual C + + 6.0微软的Visual C NET 2003的MinGW（GCC）3.4.4（Windows）中GCC 4.0.X（的Debian GNU Linux的）
项目文件为Microsoft Visual C + + 6.0（*. DSW，*. DSP）和微软的Visual C NET 2003（*. sln的，包含在下载的*. vcproj）。这个内存池只使用ANSI / ISO C，因此，它应该编译在任何一个像样的C编译器的操作系统。应该没有问题，它使用64位处理器。
注意:内存池不是线程安全的！
这个内存池是从完善;-)的TODO列表包括:对于巨额的内存，内存的"开销"可能相当大。一些CalculateNeededChunks调用可以扒掉重新设计一些方法= GT速度更高达。 ;-)更多的稳定性试验（尤其是对于很长的运行的应用程序）。线程安全的。2006年5月9日:首次发布。
EoF进行