內存池

內存池是為了解決大量malloc，free，導致的某些內存碎片。統(tǒng)一管理起來，比較方便。
基本思想是，根據(jù)要分配的內存，分為大塊內存和小塊內存。

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1. 大塊內存直接用鏈表管理。
2. 小塊內存，我這里設置為4k大小，內部再用一個一個小節(jié)點鏈表。
   大概的數(shù)據(jù)結構如下：
   

1.核心的數(shù)據(jù)結構

1. 小片內存（4k以內）節(jié)點，第一個成員last， 是當前節(jié)點的首地址，end是指該4k內存的最后一段地址。

   struct  mp_node_s{unsigned char *last; //當前節(jié)點的位置
       unsigned char *end; //當前分配的內存（小于等于4k）最后一位
       struct mp_node_s *next;//指向下一個節(jié)點
       size_t failed=0;//失敗次數(shù)
   };

2. 大片內存：

   struct mp_large_s{struct mp_large_s *next;//下個節(jié)點
       void *alloc;//分配的內存
   
   };

3. 池節(jié)點：其其核心思想就是將分配的內存組織起來

   struct mp_pool_s {struct mp_large_s *large;
       struct mp_node_s *head;
       struct mp_node_s *current; //指向當前的節(jié)點
   
       int max;
   };

2. 流程

1. 創(chuàng)建池，先創(chuàng)建出一個32位對齊的內存塊，這個內存塊是size大小，再加上mp_pool_s這個結構體的本身大小.
   

   #define MP_ALIGNMENT       		32
   #define MP_PAGE_SIZE			4096
   #define MP_MAX_ALLOC_FROM_POOL	(MP_PAGE_SIZE-1)
   
   struct mp_pool_s *mp_create_pool(size_t size) {struct mp_pool_s *p;
   	int ret = posix_memalign((void **)&p, MP_ALIGNMENT, size + sizeof(struct mp_pool_s) + sizeof(struct mp_node_s));
   	if (ret) {return NULL;
   	}
   	
   	p->max = (size< MP_MAX_ALLOC_FROM_POOL) ? size : MP_MAX_ALLOC_FROM_POOL;//小與4k，就用原本的大小，大于4k,那么限制為4k-1
   	p->current = p->head; //將當前結點指向池的頭部
   	p->large = NULL;
   
   	p->head->last = (unsigned char *)p + sizeof(struct mp_pool_s) + sizeof(struct mp_node_s); //當前頭部
   	p->head->end = p->head->last + size;
   
   	p->head->failed = 0;
   
   	return p;
   
   }

2. 分配內存函數(shù)，分為，①分配大塊內存; ②分配小內存節(jié)點時，考慮兩種情況，小內存塊還夠用，小內存塊不夠用了，得分配新的小內存塊。

   void *mp_alloc(struct mp_pool_s *pool, size_t size) {unsigned char *m;
   	struct mp_node_s *p;
   //小于等于小內存塊大小的
   	if (size<= pool->max) {//就在當前節(jié)點后分配內存
   		p = pool->current;
   //遍歷當前節(jié)點后的節(jié)點，查找有沒有適合大小的內存塊
   		do {	
   			m = mp_align_ptr(p->last, MP_ALIGNMENT);
   	//分配范圍，依然還在內存塊范圍的，就不新分配新塊了，就地分配
   			if ((size_t)(p->end - m) >= size) {		p->last = m + size;
   				return m;
   			}
   			p = p->next;
   		} while (p);
   //沒有合適大小的內存塊，直接創(chuàng)建一塊新小內存塊
   		return mp_alloc_block(pool, size);
   	}
   //分配大塊內存
   	return mp_alloc_large(pool, size);
   	
   }

3. 新建一個≤4k的小內存塊

#define mp_align(n, alignment) (((n)+(alignment-1)) & ~(alignment-1))
#define mp_align_ptr(p, alignment) (void *)((((size_t)p)+(alignment-1)) & ~(alignment-1))

static void *mp_alloc_block(struct mp_pool_s *pool, size_t size) {

	unsigned char *m;//
	struct mp_node_s *h = pool->head; //頭部的小內存節(jié)點
	size_t psize = (size_t)(h->end - (unsigned char *)h); //獲取小內存塊大小
	//為m分配出一個內存
	int ret = posix_memalign((void **)&m, MP_ALIGNMENT, psize); //先分配出一個“頁”（<=4k）
	if (ret) return NULL;

	struct mp_node_s *p, *new_node, *current; 
	new_node = (struct mp_node_s*)m; //

	new_node->end = m + psize;
	new_node->next = NULL;
	new_node->failed = 0;
//在分配好的小內存塊中，分配一塊節(jié)點內存size
	m += sizeof(struct mp_node_s);
	m = mp_align_ptr(m, MP_ALIGNMENT);
	new_node->last = m + size; //last指向節(jié)點內存的末尾

	current = pool->current;
//遍歷當前節(jié)點后的節(jié)點，如果有失敗大于4次的節(jié)點，就把池的當前節(jié)點指向失敗大于4次的節(jié)點
//4是一個經(jīng)驗值
	for (p = current; p->next; p = p->next) {
		if (p->failed++ >4) {
			current = p->next;
		}
	}
	p->next = new_node; //將最后一個結點的next指向新分配的內存塊

	pool->current = current ? current : new_node; 

	return m;

}
```

4. 創(chuàng)建大塊內存，非常好理解，一個單鏈表，沒什么好說的

   static void *mp_alloc_large(struct mp_pool_s *pool, size_t size) {void *p = malloc(size); //直接分配內存
   	if (p == NULL) return NULL;
   
   	size_t n = 0;
   	struct mp_large_s *large;
   	for (large = pool->large; large; large = large->next) {if (large->alloc == NULL) {	large->alloc = p;
   			return p;
   		}
   		if (n ++ >3) break;
   	}
   //large結構體本身也是存在小內存塊里的
   	large = mp_alloc(pool, sizeof(struct mp_large_s));
   	if (large == NULL) {free(p);
   		return NULL;
   	}
   
   	large->alloc = p;
   	large->next = pool->large;
   	pool->large = large;
   
   	return p;
   }

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網(wǎng)站標題：內存池的簡單實現(xiàn)c語言-創(chuàng)新互聯(lián)
瀏覽地址：http://www.rwnh.cn/article22/ccgjcc.html

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