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C语言实现内存池 详解利用C语言怎样实现简单的内存池

浮云流响 人气:1
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前言

在编程过程中,尤其是对于C语言开发者,其实编程就是在使用内存,不停地变化内存中的数据。当我们想开辟一片新的内存使用时,就会使用malloc实现。但是通过查阅很多资料,发现频繁的使用malloc并不是很好的选择。原因就是如果频繁的申请、释放内存,操作系统由于内存管理算法原因,导致出现内存碎片。其实产生碎片是一件很平常的事情,为何会这样,我想主要是内存利用率与性能的一个平衡。如果操作系统很抠门,肯定会把内存分配的逻辑算的很严密,“见缝插针”这四个字能很到的诠释内存分配策略。正因为见缝插针,经过很长的使用,内存上会遍布“针眼”,但是由于针眼普遍很小,当你再去插一个较粗的针的时候,往往很久“插不进去”。因为需要判断这么多针眼哪个足够宽松的能插进去这根针。

所以,如果我们不那么抠的去实现内存分配,是不是在性能上会有很大的提高呢?答案绝对是肯定的,而且随着硬件技术的提升,内存已经不是当年的容量,服务器起步也得是16G吧,32 64也是很常见的。就连现在手机都有6G内存的,实在令台式机服务器都汗颜。

在内存池的实现结尾,会加入一块内存池使用率监测打印,开发一种内存池,通吃所有的项目场景,显然是不可取的。说一个比较时尚的名词“机器学习”。这块的目的在于通过观测内存池的使用率,从而发现哪些长度的内存比较受项目的欢迎,需要多设,哪些长度的内存使用较少,需要少设。哪些长度的没有,需要新设等等。目前这块是纯手动的,并不是动态变化的,有些调优的感觉。

内存时原理说明

模拟C语言内存分配函数malloc()和free(),我们这里也定义两个函数alloc和afree,进而模拟C语言内存的分配的实现。

下面是简易内存池的实现原理图:

其实这个模型可以帮助我们理解关于malloc和free函数的很多东西。

代码实现

#define ALLOCSIZE 10000		 /* 可用空间的大小*/ 

static char allocbuf[ALLOCSIZE];	 /* alloc使用的存储区 */ 

static char *allocp = allocbuf; 		/* 下一个空闲位置 */ 

char *alloc(int n) 
{ 
	if(allocbuf + ALLOCSIZE - allocp > n) { 	/* 有足够的空间 */ 
		allocp += n; 
		return allocp - n; 	/* 分配前的指针P */ 
	} else {			 /* 空间不够 */ 
			return 0; 
	} 
} 

void afree(char *p)		 /* 释放p指向的存储区 */ 
{ 
	if(p >= allocbuf && p < allocbuf + ALLOCSIZE ) 
		allocp = p;
}

总结

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