网站站seo教程,南京网络推广网站,深圳最新消息今天新增,wordpress博客入门零 为什么要用内存池#xff1f;
从前面的知识我们知道#xff0c;当new 或者 malloc 的时候#xff0c;假设您想要malloc 10个字节#xff0c;
char * pchar new char[10];
char *pchar1 malloc(10);
实际上编译器为了 记录和管理这些数据#xff0c;做了不少事情
从前面的知识我们知道当new 或者 malloc 的时候假设您想要malloc 10个字节
char * pchar new char[10];
char *pchar1 malloc(10);
实际上编译器为了 记录和管理这些数据做了不少事情类似这张图。 从上述看到每new 一个 class都会使用这些字节
430到60真的分配的10字节10到几十个4 也就是说为了这10个字节实际上背后服务的有更多的字节。 如果在某一个场景下我们需要new 出来大量的class例如卡牌的10连抽100连抽那么每次new一个class都会有大量的背后服务的字节使用。有没有一种方法可以减少这种背后服务的字节数量呢 因此C的前辈们就搞了一个内存池。 一 内存池的概念和实现原理概述
概念当malloc 或者 new 的时候为了节约内存创建了内存池的方法。当阅读完下面的原理后还会知道会节省malloc或者new 的次数因此也会提高效率但是提高的不多。提高不多的原因有两点1本身malloc 和new 执行效率就很高2因此内存池的内部实现需要使用链表将创建的真正使用的内存串联起来这个串的过程也要花费时间 我们假设之前class 是占用8个字节new一次会出来对我们有用的8个字节的class
430到60真的分配的8字节10到几十个4
但是有更多的字节是为这8个字节服务现在通过重写 operator new 的方法让一次new 出来80个字节
430到60真的分配的80字节10到几十个4 这就存在着另一个问题我们每次实际上是需要8个字节的因此需要将这80个字节怎么串起来让每次都拿8个字节 还存在着另一个问题就是这8个字节的回收因此 还需要 重写 operator delete的方法实现。 注意的点一般创建内存时会创建一个class 的整倍数。
使用链表将其串联起来。
operator delete的时候实际上是让串联的指针重新指而不是真的 free 或者delete。
因此理论上内存池始终都会拿着申请的内存。不会真正的释放。 二 针对一个类的内存池实现演示代码 //内存池代码演示Teacher36我们看做是一个卡牌类这个卡牌类肯定有如下的类型红橙绿蓝四种类型分别代表不同的级别。肯定还有名字技能1,技能2技能3技能4属性金木水火土。
//假设我们这个 卡牌每天都会给用户免费抽3次vip用户每天抽10次
//那就意味着服务器每天要处理大量的抽卡行为,这就能用到 内存池技术了。class Teacher36 {
public:int jibie; //红 橙绿蓝string name; // 名字,int jineng1; //技能1int jineng2;//技能2int jineng3;//技能3int jineng4;//技能4int shuxing;// 属性 金木水火土 //我们还需要自己做一下统计 new Teacher 一次统计一次。static int m_iCout;static int m_iMallocCount;//malloc一次统计一次每次malloc会分配10个 * Teacher36的大小。
private:Teacher36 *next;//作用是 将 new 出来的字节挨个 链接起来static Teacher36* m_FreePosi;//总是指向一块可以分配出去的内存的首地址static int m_sTrunkCount;// 一次分配多少倍的该类内存
public://第1步.重写operator new 函数static void *operator new(size_t size) {//1.0 之前的写法//Teacher36 *pTeacher36 (Teacher36*)malloc(sizeof(Teacher36));//return pTeacher36;//1.1 现在的写法不能只malloc 一个 Teacher36的size要malloc一堆//假设一次弄10个Teacher36的大小return那个出去呢//很显然总是要弄一个 Teacher36 * 返回出去。//很显然弄一个出去剩余的9个怎么弄呢//这就存在将malloc的这10个Teacher 管理起来的逻辑这里需要一个链表将剩余的9个链接起来我们通过 Teacher36 * next完成//然后让最后一个Teacher36 * 指向 nullptrTeacher36* templink;//让这个templink始终指向可以返回出去的Teacher36 *if (m_FreePosinullptr) {//当m_FreePosi为null的时候代表一定要申请内存且要申请一大块你内存//注意从上一节的知识我们知道 这里参数 size就是一个 Teacher36的大小。//cout size size m_sTrunkCount m_sTrunkCount endl;size_t realSize m_sTrunkCount * size;//创建 realSize大小的空间,并且将这个空间强转成m_FreePosi reinterpret_castTeacher36 *(new char[realSize]);templink m_FreePosi;//把分配出来的这一大块内存10小块彼此要链接起来方便后来使用,templink指向的是for (; templink! m_FreePosi[m_sTrunkCount - 1];templink) {templink-next templink 1;}//让最后一个链 的next指向nulltemplink-next nullptr;m_iMallocCount;//统计一下malloc的次数}//当m_FreePosi存在空间的时候就把m_FreePosi给 templink然后将templink返回出去templink m_FreePosi;//既然当前的 m_FreePosi的一小块被返回出去了那么下一次就要返回m_FreePosi的next,因此这里还需要将m_FreePosi m_FreePosi-next;m_FreePosi m_FreePosi-next;//然后我们再记录一下 new 了多少次Teacher36m_iCout;return templink;}//第2步.重写 operator delete函数,注意和之前的不同这里不是直接销毁这块static void operator delete(void *phead) {//2.0之前的写法是要真的free掉这块内存//free(phead);//return;//2.1 让被释放的phead的next指向 m_FreePosi然后让phead变成m_FreePosistatic_castTeacher36*(phead)-next m_FreePosi;m_FreePosi static_castTeacher36 *(phead);}
};int Teacher36::m_iCout 0;//new 的次数
int Teacher36::m_iMallocCount 0;//malloc的次数
Teacher36* Teacher36::m_FreePosi nullptr;//第一次肯定是没有数据的也就是指向nullptr
int Teacher36::m_sTrunkCount 10;//一次分配多少倍的空间void main() {cout sizeof(int) endl; //4cout sizeof(int*) endl; //4cout sizeof(long) endl; //4cout sizeof(long*) endl; //4cout sizeof(string) endl;//28cout sizeof(Teacher36) sizeof(Teacher36) endl;//56for (int i 0; i 1000;i) {Teacher36 *ptea new Teacher36;}cout 申请分配内存的次数为 Teacher36::m_iCout endl;cout 实际malloc内存的次数为 Teacher36::m_iMallocCount endl;
} operator new 的代码说明 我们已每次申请 5个单位的Teacher36说明 当5个都用完的时候再来new Teacher就继续申请一块内存 operator delete 的代码说明
假设申请了2次 malloc了且已经new 了9次代码了 //2.1 让被释放的phead的next指向 m_FreePosi然后让phead变成m_FreePosi static_castTeacher36*(phead)-next m_FreePosi; m_FreePosi static_castTeacher36 *(phead); 三内存池代码后续说明。 我们代码改动一下每次分配的内存为5个teacher36的大小new 20次观察log会发现每5个之间都是56个字节。 注意的是在上述的代码实际上我们并没有释放内存。一直在持有这些内存因此使用内存池要注意这一点。 四。嵌入式指针。embedded pointer
从上面的代码中可以看出实际上需要一个指针Teacher36 * next。这4个字节是为了将管理分配出来的内存而写的实际上是可以不需要的。
那么我们这里就要引入一个 嵌入式指针的概念。
实际上在内存池的代码中通常结合 嵌入式 指针来工作。 相关原理
借用Teacher36所占用空间的前4个字节当做指针链接管理后续分配的内存。这样 就可以省下来这个next指针。
从上述原理我们也可以看出如果要使用嵌入式指针class 类的大小需要大于等于4个字节。
也就是不能是空类空类只占用1个字节。 代码实现; //嵌入式指针.
//struct obj 放在类外边和放在类里面是一样的。但是一般都会放在类里面因此称为嵌入式指针。
class Teacher37 {public:int m_i;int m_j;public:struct obj {struct obj *next;//这个next就是个嵌入式指针。//自己是一个obj结构对象//那么把自己这个对象的next指针指向另外一个obj结构对象//最终把多个自己这种类型的对象通过链串起来};
};void main() {cout sizeof(Teacher37) endl;//8 两个int 各占4个字节。struct obj是类型声明是不占用空间的。
} 五。利用嵌入式指针改动内存池代码。 这里要解决两个问题
1.单独的为内存池技术来写一个类不是在单独的Teacher36上写也不是为单独的Teacher37写。而是单独的写一个通用的类
2.使用嵌入式指针改动代码。 //专门的内存池类
class myallocator { //必须保证应用本类的类的sizeof 不少于4个字节否则会报错public://分配内存接口void *allocate(size_t size) {obj *tmplink;if (m_FreePosi nullptr) {//为空我要申请内存要申请一大块内存size_t realsize m_sTrunkCout * size;//申请m_sTrunkCout 这么多倍的内存m_FreePosi (obj *)malloc(realsize);tmplink m_FreePosi;//把分配出来的这一大块内存5小块彼此链接起来供后续使用for (int i 0; i m_sTrunkCout - 1;i) {tmplink-next (obj *)((char *)tmplink size);tmplink tmplink-next;}//end fortmplink-next nullptr;}tmplink m_FreePosi;m_FreePosi m_FreePosi-next;return tmplink;}void deallocate(void *phead) {((obj *)phead)-next m_FreePosi;m_FreePosi (obj *)phead;}private://写在类内的结构这样只让其在类内使用struct obj {struct obj *next;};int m_sTrunkCout 5;obj* m_FreePosi nullptr;//始终指向下一个即将分配出去的内存
};//怎么使用这个专门的myallocator类呢假设Teacher38是要用的类
class Teacher38 {
public:int leixing;int jineng;public:static myallocator myalloc;//声明静态成员变量//重写 operator new static void* operator new(size_t size) {return myalloc.allocate(size);}//从写 operator deletestatic void operator delete(void *phead) {return myalloc.deallocate(phead);}
};
myallocator Teacher38::myalloc;//定义静态变量void main() {Teacher38 *tea[20];//这里为什么用 i,而不是i呢效果一样不同的是 i会右值会少产生一次中间变量for (int i 0; i 15;i) {tea[i] new Teacher38();printf(tea[%d] %p\n, i, tea[i]);}for (int i 0; i 15; i) {delete tea[i];}
} tea[0] 034971F0
tea[1] 034971F8
tea[2] 03497200
tea[3] 03497208
tea[4] 03497210
tea[5] 03495F48
tea[6] 03495F50
tea[7] 03495F58
tea[8] 03495F60
tea[9] 03495F68
tea[10] 034970A8
tea[11] 034970B0
tea[12] 034970B8
tea[13] 034970C0
tea[14] 034970C8
