memory pool 的高效实现

     作者: rockeet 发表日期: 2009年10月23日  

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memory pool

malloc可以分配任意大小的内存，因此，在malloc内部，保存了一些簿记信息（至少有一个包含内存块尺寸的信息）。调用free时，可以正确释放。

为了减少这些簿记开销，可以使用memory pool。

根据使用情境，可以分为两种：

1.         只分配固定大小的内存块，速度最快（normal path约10条机器指令）。

2.         可分配不同大小的内存块，速度稍慢，但比malloc快得多，也无簿记开销。

以下将分别说明

mpool

mpool可分配不同尺寸的内存。大多数时刻，都在内部分配。

销毁mpool时，会自动释放在mpool中未释放的内存。

mpool内部有一个包含多个不同尺寸fixed_mpool的array，根据请求分配的内存大小，直接索引到相应的fixed_mpool来分配一个单元（cell）。

通过定义宏FEBIRD_MPOOL_ALLOW_BIG_BLOCK，就允许大于max_cell_size的内存分配。在这种情况下，使用标准的malloc分配内存，分配出去的内存有额外簿记（用双向链表串起来），以便在销毁mpool时自动释放。 

 

 fixed_mpool

尺寸固定的内存池，一旦创建，该内存池只能分配固定尺寸的内存单元（cell）。这在很多情况下都适用，例如链表结点、树节点、图结点、自定义的结构、等等。

用于stl的map/set/list再适合不过了——但是不能用于vector/deque等需要分配可变尺寸的容器。

fixed_mpool内部的多个chunk使用数组，类似std::vector，iNextChunk相当于vector.size，nChunks相当于vector.capacity，每次空间不够时扩张一倍。使用数组，而不是链表，有以下好处：

1.         有助于对齐——如果chunk_allocator是对齐（对齐>=32时）分配的，而chunk使用链表组织，就会在chunk开始处预留一个chunk头部，这会导致不对齐。

2.         如果cell_size也刚好较大且整除chunk_size，使用链表就会浪费将近一个cell（cell_size – chunk_header_size）。

3.         如果不把连接信息保存在chunk header，就需要另外分配chunk结点，而分配chunk结点又需要其它内存分配函数。

空闲表使用单链表，因此，理论上每个cell最小必须能容纳一个指针，32位系统式4字节，64位系统式8字节，实现中使用8字节作为最小值。