boost库内存池使用
来源:互联网 发布:淘宝号怎么快速升3心 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 20:21
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。
Pool分配是一种分配内存方法,用于快速分配同样大小的内存块,
尤其是反复分配/释放同样大小的内存块的情况。
使用pool内存池主要有以下两个优点:
1.能够有效地管理许多小型对象的分配和释放工作,避免了自己去管理内存而产生的内存碎片和效率低下问题。
2. 告别程序内存泄漏的烦恼,pool库会在内部对内存自动进行管理,避免了程序员一不小心而造成的内存泄漏问题。
1. pool
快速分配小块内存,如果pool无法提供小块内存给用户,返回0。
Example:
void func()
{
boost::pool<> p(sizeof(int));
^^^^^^^^^^^
指定每次分配的块的大小
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
int * const t = p.malloc();
pool分配指定大小的内存块;需要的时候,pool会向系统
申请大块内存。
... // Do something with t; don't take the time to free() it
p.free( t );
// 释放内存块,交还给pool,不是返回给系统。
}
{
boost::pool<> p(sizeof(int));
^^^^^^^^^^^
指定每次分配的块的大小
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
int * const t = p.malloc();
pool分配指定大小的内存块;需要的时候,pool会向系统
申请大块内存。
... // Do something with t; don't take the time to free() it
p.free( t );
// 释放内存块,交还给pool,不是返回给系统。
}
pool的析构函数会释放所有从系统申请到的内存。
2. object_pool
与pool的区别在于:pool需要指定每次分配的块的大小,object_pool需要指定
每次分配的对象的类型。
每次分配的对象的类型。
Example:
struct X { ... }; // has destructor with side-effects
void func()
{
boost::object_pool<X> p;
^
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
X * const t = p.malloc();
注意;X的构造函数不会被调用,仅仅是分配大小为sizeof(X)
的内存块。如果需要调用构造函数(像new一样),应该调用
construct。比如:
X * const t = p.construct();
...
}
}
void func()
{
boost::object_pool<X> p;
^
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
X * const t = p.malloc();
注意;X的构造函数不会被调用,仅仅是分配大小为sizeof(X)
的内存块。如果需要调用构造函数(像new一样),应该调用
construct。比如:
X * const t = p.construct();
...
}
}
3. singleton_pool
与pool用法一样。不同的是:可以定义多个pool类型的object,都是分配同样
大小的内存块;singleton_pool提供静态成员方法分配内存,不用定义object。
Example:
struct MyPoolTag { };
typedef boost::singleton_pool<MyPoolTag, sizeof(int)> my_pool;
void func()
{
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
int * const t = my_pool::malloc();
// ^^^^^^^^^
// 和pool不一样。
...
}
my_pool::purge_memory();
// 释放my_pool申请的内存。
}
typedef boost::singleton_pool<MyPoolTag, sizeof(int)> my_pool;
void func()
{
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
{
int * const t = my_pool::malloc();
// ^^^^^^^^^
// 和pool不一样。
...
}
my_pool::purge_memory();
// 释放my_pool申请的内存。
}
4. pool_alloc
基于singleton_pool实现,提供allocator(用于STL等)。
Example:
void func()
{
std::vector<int, boost::pool_allocator<int> > v;
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
v.push_back(13);
}
{
std::vector<int, boost::pool_allocator<int> > v;
for (int i = 0; i < 10000; ++i)
v.push_back(13);
}
需要的话,必须自己显式地调用
boost::singleton_pool<boost::pool_allocator_tag, sizeof(int)>::release_memory()
把allocator分配的内存返回系统。
实现原理
pool每次向系统申请一大块内存,然后分成同样大小的多个小块,
形成链表连接起来。每次分配的时候,从链表中取出头上一块,提
供给用户。链表为空的时候,pool继续向系统申请大块内存。
一个小问题:在pool的实现中,在申请到大块内存后,马上把它分
成小块形成链表。这个过程开销比较大。即你需要分配一小块内存
时,却需要生成一个大的链表。用如下代码测试:
boost::pool<> mem_pool(16);
for(i = 0; i < NPASS; i++) {
period = clock();
for(n = 0; n < NITEM; n++) {
array_ptr[n] = (int *)mem_pool.malloc();
}
for(n = 0; n < NITEM; n++) {
mem_pool.free(array_ptr[n]);
}
period = clock() - period;
printf("pool<> : period = %5d ms", period);
}
for(i = 0; i < NPASS; i++) {
period = clock();
for(n = 0; n < NITEM; n++) {
array_ptr[n] = (int *)mem_pool.malloc();
}
for(n = 0; n < NITEM; n++) {
mem_pool.free(array_ptr[n]);
}
period = clock() - period;
printf("pool<> : period = %5d ms", period);
}
可以发现,第一遍花的时间明显多于后面的。
而且在pool的使用过程中如果不是恰好把链表中所有的小块都用上
的话,在链表中最后的一些小块会始终用不上。把这些小块加入链
表是多余的。虽然这个开销可能很小:)
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