内存池详解

最新推荐文章于 2024-11-20 13:59:08 发布
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#链表

本文深入解析内存池的概念、分配及释放内存的过程，并讨论其在STL中的实现方式。内存池通过减少空间碎片来提高内存利用率，但同时也存在一定的局限性。

内存池详解

文章目录

概念

如图所示，内存池可以减少大量的调用new malloc产生的空间碎片，提高内存的利用率

在STL中一共有两级空间分配器，内存池就是实现在二级空间分配器当中的

内存池里面一共维持中16根链表，每一个链表负责特定大小的空间区块，从8byte到128byte

分配内存的过程

当我们传入一个字节的参数表示我们所需要的内存的大小的时候，自动校对到第几号链表，比如13byte会分配16byte,找到对应的几号链表以后

  1. 判断链表是否为空，如果不为空，那么直接从free_list中拔出来分配,同时指针后移，如果 为空进行2
  2. 2.1 如果链表为空内存池不为空时，先判断内存池里面的剩余空间是否满足，20×节点所需大小的空间，如果足够就直接从内存池拿出20个节点大小的空间，其中一个分配给用户剩下的19个挂在对应的链表上
    2.2 如果不够20个节点的大小就会看看是否满足1个节点的大小，如果够的话，分配给用户，然后剩余空间尽量的挂在free_list下面
  3. 如果剩余空间连一个node都无法满足，此时二级空间适配器会使用malloc去heap中申请内存，申请的大小就是2*20*node + 一段额外空间其中一半留给内存池，一半留在内存池

内存的释放

如果大于128byte直接调用一级空间分配器，否则直接挂在相应的合适的链表下面

内存池的优缺点

优点

  • 解决了外部碎片的问题，提高了空间利用率

缺点

  • 因为是以8的倍数进行内存的管理，所以如果只需要1个byte那么就会造成浪费
  • 二级空间分配器是在堆中申请大块的狭义内存池，在程序的执行过程中，申请的内存一块一块的挂在自由链表上，也就是不会还给操作系统，并且内存池的实现是全员静态的，也就是只有当程序结束了，内存才会真正的释放还给操作系统。这就会造成以下问题
  1. 当我们不断的开辟小的内存，那么在不断的开辟下，最后整个堆的空间都挂在自由链表上，这样之后想申请大的空间就不行了
  2. 如果自由链表上很多内存块都没有使用，当前的进程又占着内存不放，所以如果有大量的内存池在使用，就会造成极大的资源浪费
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