C++中如何實作記憶體池？

記憶體池是一種優化記憶體分配的技術，透過預先分配記憶體區塊以減少分配和釋放開銷。在C++ 中，可以使用std::pmr::memory_resource 和std::pmr::polymorphic_allocator 類別來實作記憶體池，例如MemoryPool 類，該類別透過建構函式指定記憶體池大小並在分配記憶體時減少可用記憶體來實現內存池功能。此外，實戰案例展示了使用記憶體池優化整數分配的範例，透過使用記憶體池分配 1000 個整數可以提高記憶體分配和釋放的效能。

C++ 中的記憶體池

#簡介
記憶體池是一種用於管理記憶體分配的優化技術。它可以預先分配一批記憶體並將其劃分為更小的區塊，以便快速分配和釋放這些區塊。這可以大大減少記憶體分配和釋放的開銷，從而提高應用程式的效能。

實作
在C++ 中，可以使用std::pmr::memory_resource 和std::pmr::polymorphic_allocator 類來實作記憶體池。

#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
};

實戰案例
下面是一個使用記憶體池優化記憶體分配的範例：

#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;
}

在這個範例中，使用記憶體池分配1000 個整數可以顯著提高記憶體分配和釋放的效能。

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