用C++实现自己的内存池 |chexlong

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      打开浏览器，搜索了下内存管理的概念，百度百科中是这样定义的：内存管理，是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。说到内存，与之紧密相联系的一个概念就是指针。回想起上学那会儿，自己对指针是即喜欢，又害怕。因为学好了指针，就可以学好C，继而学好C++，但面对那些晦涩的概念，和程序运行中一些莫名其妙的指针越界、内存泄露……，不免叫人步步惊心。后来参加工作了，在不断的摸爬滚打中，也逐渐对指针和内存熟悉起来。
    在编写网络通信程序时，要用到自己的发送缓冲区或接收缓冲区，其实这些缓冲区，都是一块特定的内存。特别在编写服务端程序时，能否管理好自己的内存，对于程序的灵活，高效，稳定，起到莫大的作用。再看一下内存管理的定义，它说的是在PC上，现实中也有很多程序不在PC上，比如基于Linux系统的嵌入式设备。其内存一般也就几M，几十M的样子。在编写设备通信程序，比如协议栈时，就更应该管理好自己的内存啦！
    下边，我参考开源项目POCO C++ Libraries，用C++编写了一个内存池类，也算是对学习和工作的一个总结，同时方便今后使用。代码中使用了线程互斥锁，这个可以在互斥对象锁和临界区锁性能比较（Win32）和Linux平台上用C++实现多线程互斥锁看到。以下代码已在VS2005环境下编译通过。

MemPool.h

1. #ifndef _MEM_POOL_H
2. #define _MEM_POOL_H
4. #include <vector>
5. #include <iostream>
6. #include "Lock.h"
8. using namespace std;
10. /*
11.         在内存池中分配固定大小的内存块
13.         该类的目的是加速内存分配速度，并且减少因重复分配相同
14.         内存时产生的内存碎片，比如在服务器应用程序中。
15. */
17. class CMemPool
18. {
19. public:
21.         //创建大小为blockSize的内存块，内存池数目为预分配的数目preAlloc
22.         CMemPool(std::size_t blockSize, int preAlloc = 0, int maxAlloc = 0);
24.         ~CMemPool();
26.         //获取一个内存块。如果内存池中没有足够的内存块，则会自动分配新的内存块
27.         //如果分配的内存块数目达到了最大值，则会返回一个异常
28.         void* Get();
30.         //释放当前内存块，将其插入内存池
31.         void Release(void* ptr);
33.         //返回内存块大小
34.         std::size_t BlockSize() const;
36.         //返回内存池中内存块数目
37.         int Allocated() const;
39.         //返回内存池中可用的内存块数目
40.         int Available() const;
42. private:
43.         CMemPool();
44.         CMemPool(const CMemPool&);
45.         CMemPool& operator = (const CMemPool&);
47.         enum
48.         {
49.                 BLOCK_RESERVE = 32
50.         };
52.         typedef std::vector<char*> BlockVec;
54.         std::size_t m_blockSize;
55.         int         m_maxAlloc;
56.         int         m_allocated;
57.         BlockVec    m_blocks;
58.         CMutex                m_mutex;
59. };
61. inline std::size_t CMemPool::BlockSize() const
62. {
63.         return m_blockSize;
64. }
67. inline int CMemPool::Allocated() const
68. {
69.         return m_allocated;
70. }
73. inline int CMemPool::Available() const
74. {
75.         return (int) m_blocks.size();
76. }
79. #endif
81. MemPool.cpp#include "MemPool.h"
83. CMemPool::CMemPool(std::size_t blockSize, int preAlloc, int maxAlloc):
84. m_blockSize(blockSize),
85. m_maxAlloc(maxAlloc),
86. m_allocated(preAlloc)
87. {
88.         if ( preAlloc < 0 || maxAlloc == 0 || maxAlloc < preAlloc )
89.         {
90.                 cout<<"CMemPool::CMemPool parameter error."<<endl;
91.         }
93.         int r = BLOCK_RESERVE;
94.         if (preAlloc > r)
95.                 r = preAlloc;
96.         if (maxAlloc > 0 && maxAlloc < r)
97.                 r = maxAlloc;
98.         m_blocks.reserve(r);
99.         for (int i = 0; i < preAlloc; ++i)
100.         {
101.                 m_blocks.push_back(new char[m_blockSize]);
102.         }
103. }
106. CMemPool::~CMemPool()
107. {
108.         for (BlockVec::iterator it = m_blocks.begin(); it != m_blocks.end(); ++it)
109.         {
110.                 delete [] *it;
111.         }
112. }
115. void* CMemPool::Get()
116. {
117.         CLock lock(m_mutex);
119.         if (m_blocks.empty())
120.         {
121.                 if (m_maxAlloc == 0 || m_allocated < m_maxAlloc)
122.                 {
123.                         ++m_allocated;
124.                         return new char[m_blockSize];
125.                 }
126.                 else
127.                 {
128.                         cout<<"CMemPool::get CMemPool exhausted."<<endl;
129.                         return (void *)NULL;
130.                 }
131.         }
132.         else
133.         {
134.                 char* ptr = m_blocks.back();
135.                 m_blocks.pop_back();
136.                 return ptr;
137.         }
138. }
141. void CMemPool::Release(void* ptr)
142. {
143.         CLock lock(m_mutex);
145.         m_blocks.push_back(reinterpret_cast<char*>(ptr));
146. }

复制代码

    下边是测试代码// CMyMemPool.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//

2. #include "stdafx.h"
3. #include "MemPool.h"
5. #define DATA_BLOCK_LEN 1500
7. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
8. {
9.         CMemPool myPool1(DATA_BLOCK_LEN, 0, 10);
11.         cout<<"myPool1 block size = "<<myPool1.BlockSize()<<endl;
12.         cout<<"myPool1 allocated block num = "<<myPool1.Allocated()<<endl;
13.         cout<<"myPool1 available block num = "<<myPool1.Available()<<endl<<endl;
15.         std::vector<void*> ptrs;
16.         for (int i = 0; i < 10; ++i)
17.         {
18.                 ptrs.push_back(myPool1.Get());
19.         }
21.         myPool1.Get();
23.         int iavilable = 0;
24.         for (std::vector<void*>::iterator it = ptrs.begin(); it != ptrs.end(); ++it)
25.         {
26.                 myPool1.Release(*it);
27.                 ++iavilable;
28.                 cout<<"myPool1 available block num = "<<myPool1.Available()<<endl;
29.         }
31.         CMemPool myPool2(DATA_BLOCK_LEN, 5, 10);
32.         cout<<endl<<"myPool2 block size = "<<myPool2.BlockSize()<<endl;
33.         cout<<"myPool2 allocated block num = "<<myPool2.Allocated()<<endl;
34.         cout<<"myPool2 available block num = "<<myPool2.Available()<<endl;
36.         int iWait;
37.         cin>>iWait;
39.         return 0;
40. }

复制代码

    编译，运行

作者：chexlong 发表于2011-12-14 21:27:45 原文链接