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適用于類和結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存池模板類

 紫火神兵 2015-06-25
   原理很簡單，就是先開辟n個數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊的前四個字節(jié)next_id表示下一個可用的數(shù)據(jù)塊的編號。該內(nèi)存池類中有一個成員m_firstId, 表示第一個可用的數(shù)據(jù)塊的編號，然后在申請內(nèi)存的時候，根據(jù)這個編號，返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的地址。在將申請的內(nèi)存塊A歸還給內(nèi)存池時,根據(jù)其地址確定其所在的內(nèi)存塊編號。然后將該內(nèi)存塊的next_id改為m_firstId,將m_firstId改為該內(nèi)存塊的id。
Mempool.h
  1. #ifndef _MEM_POOL_H_
  2. #define _MEM_POOL_H_

  4. #include "Lock.hpp"

  6. template<class T>
  7. class Mempool
  8. {
  9. public:
  10.     struct BlockNode
  11.     {
  12.         int        next_id;
  13.         T          data;
  14.     };

  16. public:
  17.     Mempool(int nCount)
  18.         :m_nCount(nCount)
  19.         ,m_firstId(-1)
  20.         ,m_NodeHead(NULL)
  21.         ,m_pNode(NULL)
  22.     {
  23.         m_NodeHead = (BlockNode*)malloc(sizeof(BlockNode) * m_nCount);
  24.         if(m_NodeHead == NULL)
  25.         {
  26.             return;
  27.         }

  29.         memset(m_NodeHead, 0, sizeof(BlockNode) * m_nCount);

  31.         m_pNode = new BlockNode*[m_nCount];

  33.         memset(m_pNode, 0, sizeof(BlockNode*) * m_nCount);

  35.         BlockNode* temp = m_NodeHead;

  37.         for(int i = 0; i < m_nCount; ++i)
  38.         {
  39.             m_pNode[i] = temp;
  40.             temp->next_id = i + 1;
  41.             temp = (BlockNode*)((char*)temp + sizeof(BlockNode));

  43.             if(i == m_nCount - 1)
  44.             {
  45.                 temp->next_id = -1;
  46.             }
  47.         }

  49.         m_firstId = 0;
  50.     }

  52.     ~Mempool()
  53.     {
  54.         if(m_NodeHead)
  55.         {
  56.             free(m_NodeHead);
  57.             m_NodeHead = NULL;
  58.         }

  60.         if(m_pNode)
  61.         {
  62.             delete []m_pNode;
  63.             m_pNode = NULL;
  64.         }
  65.     }

  67.     inline void* mallocMemBuf()
  68.     {
  69.         AutoLock lock(&m_lock);

  71.         void* p = NULL;
  72.         if(m_firstId != -1 && m_firstId < m_nCount)
  73.         {
  74.             p = (void*)&(m_pNode[m_firstId]->data);
  75.             m_firstId = m_pNode[m_firstId]->next_id;
  76.         }
  77.         else
  78.         {
  79.             p = malloc(sizeof(T));
  80.         }

  82.         return p;
  83.     }

  85.     inline void freeMemBuf(void* pNode)
  86.     {
  87.         AutoLock lock(&m_lock);

  89.         if((pNode >= (char*)m_NodeHead) && (pNode <= (char*)m_NodeHead + sizeof(BlockNode)* m_nCount))
  90.         {
  91.             for(int i = 0; i < m_nCount; ++i)
  92.             {
  93.                 if(pNode == (void*)&(m_pNode[i]->data))
  94.                 {
  95.                     m_pNode[i]->next_id = m_firstId;
  96.                     m_firstId = i;
  97.                     return;
  98.                 }
  99.             }
  100.         }

  102.         free(pNode);
  103.     }

  105. private:
  106.     int                m_nCount;            //the block count
  107.     int                m_firstId;            //the first free block id
  108.     BlockNode*         m_NodeHead;            //the head of the list
  109.     BlockNode**        m_pNode;            //the pointer array
  110.     Lock               m_lock;    
  111. };

  113. #endif
運用實例
  1. #include <iostream>
  2. #include <time.h>
  3. #include "Mempool.hpp"

  5. using namespace std;

  7. #define _MEM_POOL_

  9. class Test
  10. {
  11. public:
  12.     Test()
  13.         :a(0)
  14.         ,b(0)
  15.     {
  16.         count1++;
  17.         //cout << "Test constructor!" << endl;
  18.     }

  20.     ~Test()
  21.     {
  22.         count2++;
  23.         //cout << "Test destructor!" << endl;
  24.     }

  26.     void setA(int _a)
  27.     {
  28.         a = _a;
  29.     }

  31.     void setB(int _b)
  32.     {
  33.         b = _b;
  34.     }

  36.     void show()
  37.     {
  38.         cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;
  39.     }

  41. #ifdef _MEM_POOL_

  43.     inline void* operator new(unsigned int nSize )
  44.     {
  45.         if( mempool == NULL )
  46.         {
  47.             return malloc( nSize );
  48.         }
  49.         return mempool->mallocMemBuf( );
  50.     };
  51.     inline void operator delete(void* p)
  52.     {
  53.         if( mempool == NULL )
  54.         {
  55.             free( p );
  56.         }
  57.         else
  58.         {
  59.             mempool->freeMemBuf( p );
  60.         }
  61.     };

  63.     static Mempool<Test> *mempool;

  65. #endif

  67.     static int count1;
  68.     static int count2;
  69.     

  71. private:
  72.     int a;
  73.     int b;
  74.     char data[2048];
  75. };

  77. int Test::count1 = 0;
  78. int Test::count2 = 0;
  79. #ifdef _MEM_POOL_
  80. Mempool<Test>* Test::mempool = NULL;
  81. #endif

  83. int main()
  84. {
  85. #ifdef _MEM_POOL_
  86.     Test::mempool = new Mempool<Test>(5);
  87. #endif

  89.     clock_t start, end;
  90.     double duration;

  92.     start = clock();

  94.     for(int i = 0 ; i < 10000000; ++i)
  95.     {
  96.         Test *t = new Test;
  97.         //t->show();
  98.         delete t;
  99.     }

  101.     //cout << "count1 = " << Test::count1 << " count2 = " << Test::count2 << endl;

  103.     end = clock();

  105.     duration = double(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;

  107.     cout << "total used " << duration << "s" << endl;

  109.     system("pause");

  111.     return 0;

  113. }

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