Wie implementiert man einen Speicherpool in C++?

Speicherpool ist eine Technologie, die die Speicherzuweisung durch Vorabzuweisung von Speicherblöcken optimiert, um den Zuweisungs- und Freigabeaufwand zu reduzieren. In C++ können Speicherpools mithilfe der Klassen std::pmr::memory_resource und std::pmr::polymorphic_allocator implementiert werden, z. B. der MemoryPool-Klasse, die dies tut, indem sie die Speicherpoolgröße über einen Konstruktor angibt und den verfügbaren Speicher reduziert, wenn Speicherzuweisungsfunktion. Darüber hinaus zeigt der praktische Fall ein Beispiel für die Verwendung des Speicherpools zur Optimierung der Ganzzahlzuweisung. Durch die Verwendung des Speicherpools zur Zuweisung von 1000 Ganzzahlen kann die Leistung der Speicherzuweisung und -freigabe verbessert werden.

Speicherpool in C++

Einführung
Speicherpool ist eine Optimierungstechnologie zur Verwaltung der Speicherzuweisung. Es kann einen Speicherstapel vorab zuweisen und ihn in kleinere Blöcke aufteilen, sodass diese Blöcke schnell zugewiesen und freigegeben werden können. Dies kann den Overhead der Speicherzuweisung und -freigabe erheblich reduzieren und dadurch die Anwendungsleistung verbessern.

Implementierung
In C++ können Sie die std::pmr::memory_resource 和 std::pmr::polymorphic_allocator-Klasse verwenden, um einen Speicherpool zu implementieren.

#include <memory_resource>

class MemoryPool : public std::pmr::memory_resource {
public:
  // 构造函数，指定内存池的大小
  MemoryPool(size_t size) : _data(new char[size]), _available(size) {}

  // 分配内存
  void* do_allocate(size_t size, size_t alignment) override {
    if (_available >= size) {
      void* ptr = _data + (_size - _available);
      _available -= size;
      return ptr;
    }
    return nullptr;
  }

  // 释放内存
  void do_deallocate(void* ptr, size_t size, size_t alignment) override {
    _available += size;
  }

private:
  char* _data;  // 内存池数据
  size_t _size;  // 内存池大小
  size_t _available;  // 可用内存大小
};

Praktischer Fall
Hier ist ein Beispiel für die Verwendung eines Speicherpools zur Optimierung der Speicherzuweisung:

#include "MemoryPool.h"

int main() {
  // 创建一个 1 MB 大小的内存池
  std::pmr::polymorphic_allocator<int> allocator(new MemoryPool(1024 * 1024));

  // 使用内存池分配 1000 个整数
  int* arr = allocator.allocate(1000);

  // 使用完整数后释放内存
  allocator.deallocate(arr, 1000);

  return 0;
}

In diesem Beispiel kann die Verwendung eines Speicherpools zur Zuweisung von 1000 Ganzzahlen die Leistung der Speicherzuweisung und -freigabe erheblich verbessern.

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