内存池的C++实现。

原文：http://blog.youkuaiyun.com/gisfarmer/article/details/4099499

最近在学习c++程序性能优化，读到内存池部分。自己动手写了一个，小小测试了一下应该没有问题。

内存块MemoryBlock声明文件

[cpp]  view plain copy

1. #pragma once  
2. #define USHORT unsigned short  
3. #define ULONG unsigned long  
4. #include <iostream>  
5. using namespace std;  
6. //内存块  
7. struct MemoryBlock  
8. {  
9.     USHORT m_nSize;//可分配内存总大小  
10.     USHORT m_nFree;//可分配内存单元数目  
11.     USHORT m_nFirst;//第一个可用的内存单元位置  
12.     MemoryBlock* m_pNext;//指向下一个内存块  
13.     char m_data[1];  
14.     void* operator new(size_t,const USHORT& sum,const USHORT& unit_size)  
15.     {  
16.         return ::operator new(sizeof(MemoryBlock)+sum*unit_size);//申请一个内存块空间  
17.     }  
18.     void operator delete(void* del,size_t)  
19.     {  
20.         ::operator delete(del);//删除内存块空间  
21.     }  
22.     MemoryBlock(const USHORT& sum,const USHORT& unit_size)  
23.         :m_nSize(sum*unit_size),m_nFree(sum-1),m_nFirst(1),m_pNext(0)  
24.     {  
25.         char* pData=m_data;  
26.         for(int i=1;i<sum;i++)//初始化1到sum-1指向  
27.         {  
28.             *reinterpret_cast<USHORT*>(pData)=i;  
29.             pData+=unit_size;  
30.         }  
31.     }  
32.     ~MemoryBlock(){}  
33.   
34. };  

  

内存池MemoryPool声明文件

[cpp]  view plain copy

1. #pragma once  
2. #include "MemoryBlock.h"  
3.   
4. //内存池 a very good memory manager  
5. class MemoryPool  
6. {  
7. private:  
8.     USHORT m_nUnitSize;//一个可分配单元的大小  
9.     USHORT m_nInitSize;//第一个可分配空间数目  
10.     USHORT m_nGrowSize;//新增的可分配空间数目  
11.     MemoryBlock* m_pFirst;//指向第一个内存块  
12. public:  
13.     //单元大小，第一个内存块的可分配空间数目，第二个内存块之后的可分配空间数目  
14.     MemoryPool(const USHORT& unit_size,const USHORT& init_size=2048,const USHORT& grow_size=1024);  
15.     ~MemoryPool(void);  
16.     void* Alloc();//分配内存  
17.     void Free(void* pfree);//回收内存  
18.     void FreeMemoryBlock(MemoryBlock *pblock);//销毁  
19. };  

内存池MemoryPool实现文件

[cpp]  view plain copy

1. #include "MemoryPool.h"  
2. const USHORT MEMPOOL_ALIGNMENT=2;  
3.   
4. MemoryPool::MemoryPool(const USHORT &unit_size, const USHORT &init_size, const USHORT &grow_size)  
5.     :m_pFirst(0),  
6.      m_nInitSize(init_size),  
7.      m_nGrowSize(grow_size)  
8. {  
9.     if(unit_size>4)  
10.     {  
11.         m_nUnitSize = (unit_size + (MEMPOOL_ALIGNMENT-1)) & ~(MEMPOOL_ALIGNMENT-1);  
12.         //m_nUnitSize 取整到大于unit_size的最大的MEMPOOL_ALIGNMENT的倍数.  
13.         //令人纠结的注释  
14.     }  
15.     else if(unit_size>=2)  
16.         m_nUnitSize=4;  
17.     else  
18.         m_nUnitSize=2;  
19. }  
20.   
21. void* MemoryPool::Alloc()  
22. {  
23.     if(!m_pFirst)//如果是第一次申请  
24.     {  
25.         MemoryBlock* pmb_first=new (m_nInitSize,m_nUnitSize)MemoryBlock(m_nInitSize,m_nUnitSize);//14日凌晨至此  
26.         m_pFirst=pmb_first;  
27.         return (void*)pmb_first->m_data;  
28.     }  
29.     MemoryBlock* pmb_block=m_pFirst;  
30.     while(pmb_block&&pmb_block->m_nFree==0)//pmb_block没走到最后并且当前block没有可分配结点  
31.     {  
32.         pmb_block=pmb_block->m_pNext;//往后走吧。  
33.     }  
34.     if(pmb_block)//如果找到可分配结点的block  
35.     {  
36.         char* pfree=pmb_block->m_data+(pmb_block->m_nFirst*m_nUnitSize);  
37.         pmb_block->m_nFirst=*((USHORT*)pfree);  
38.         pmb_block->m_nFree--;//可分配节点自减  
39.         return (void*)pfree;  
40.     }  
41.     else//如果找不到,此时pmb_block值为0  
42.     {  
43.         if(m_nGrowSize==NULL)  
44.             return NULL;  
45.         pmb_block=new (m_nGrowSize,m_nUnitSize)MemoryBlock(m_nGrowSize,m_nUnitSize);  
46.         if(!pmb_block)//new不成功  
47.             return NULL;  
48.         pmb_block->m_pNext=m_pFirst;//把新建的block放到最前吧  
49.         m_pFirst=pmb_block;  
50.         return (void*)pmb_block->m_data;  
51.     }  
52. }  
53.   
54. void MemoryPool::Free(void* pfree)  
55. {  
56.     if(m_pFirst==NULL)  
57.         return;  
58.     MemoryBlock* pmb_block=m_pFirst;  
59.     MemoryBlock* pmb_preblock=m_pFirst;  
60.     while((ULONG)pfree<(ULONG)pmb_block->m_data||  
61.         (ULONG)pfree>(ULONG)(pmb_block->m_data+pmb_block->m_nSize))//pfree不在当前block中  
62.     {  
63.         pmb_preblock=pmb_block;//前一个block块  
64.         pmb_block=pmb_block->m_pNext;  
65.         if(!pmb_block)  
66.             return;  
67.     }  
68.     pmb_block->m_nFree++;//可分配数目+1  
69.     *((USHORT*)pfree)=pmb_block->m_nFirst;  
70.     pmb_block->m_nFirst=(USHORT)((ULONG)pfree-(ULONG)pmb_block->m_data)/m_nUnitSize;  
71.     if(pmb_block->m_nFree*m_nUnitSize==pmb_block->m_nSize)//如何该链块为空  
72.     {  
73.         pmb_preblock->m_pNext=pmb_block->m_pNext;  
74.         if((ULONG)pmb_preblock==(ULONG)m_pFirst)  
75.             m_pFirst=NULL;  
76.         delete pmb_block;  
77.     }  
78. }  
79.   
80. MemoryPool::~MemoryPool(void)  
81. {  
82.     if(m_pFirst)  
83.         FreeMemoryBlock(m_pFirst);  
84. }  
85.   
86. void MemoryPool::FreeMemoryBlock(MemoryBlock *pblock)  
87. {  
88.     if(pblock->m_pNext)  
89.         FreeMemoryBlock(pblock->m_pNext);  
90.     delete pblock;  
91.     pblock=NULL;  
92. }