C++中如何实现内存池？

内存池是一种优化内存分配的技术，通过预先分配内存块以减少分配和释放开销。在 C++ 中，可以使用 std::pmr::memory_resource 和 std::pmr::polymorphic_allocator 类来实现内存池，例如 MemoryPool 类，该类通过构造函数指定内存池大小并在分配内存时减少可用内存来实现内存池功能。此外，实战案例展示了使用内存池优化整数分配的示例，通过使用内存池分配 1000 个整数可以提高内存分配和释放的性能。

C++ 中的内存池

简介
内存池是一种用于管理内存分配的优化技术。它可以预先分配一批内存并将其划分为更小的块，以便快速分配和释放这些块。这可以极大地减少内存分配和释放的开销，从而提高应用程序的性能。

实现
在 C++ 中，可以使用 std::pmr::memory_resource 和 std::pmr::polymorphic_allocator 类来实现内存池。

#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
};

实战案例
下面是一个使用内存池优化内存分配的示例：

#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;
}

在这个示例中，使用内存池分配 1000 个整数可以显著提高内存分配和释放的性能。

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