池化 - 源码之家

首先介绍一个概念“池化技术 ”。池化技术一言以蔽之就是：提前保存大量的资源，以备不时之需以及重复使用。

池化技术应用广泛，如内存池，线程池，连接池等等。内存池相关的内容，建议看看Apache、Nginx等开源web服务器的内存池实现。

起因：由于在实际应用当中，分配内存、创建进程、线程都会设计到一些系统调用，系统调用需要导致程序从用户态切换到内核态，是非常耗时的操作。

因此，当程序中需要频繁的进行内存申请释放，进程、线程创建销毁等操作时，通常会使用内存池、进程池、线程池技术来提升程序的性能。

线程池：线程池的原理很简单，类似于操作系统中的缓冲区的概念，它的流程如下：先启动若干数量的线程，并让这些线程都处于睡眠状态，当需要一个开辟一个线程去做具体的工作时，就会唤醒线程池中的某一个睡眠线程，

让它去做具体工作，当工作完成后，线程又处于睡眠状态，而不是将线程销毁。

进程池与线程池同理。

内存池：内存池是指程序预先从操作系统申请一块足够大内存，此后，当程序中需要申请内存的时候，不是直接向操作系统申请，而是直接从内存池中获取；

同理，当程序释放内存的时候，并不真正将内存返回给操作系统，而是返回内存池。当程序退出(或者特定时间)时，内存池才将之前申请的真正内存释放。

多级缓冲内存池也是同理，按照内存大小分配特定的内存，减少不必要的分配销毁操作。

视频请看： http://edu.****.net/course/detail/627

1.内存池的目的

　　提高程序的效率

　　减少运行时间

　　避免内存碎片

2.原理

　　要解决上述两个问题，最好的方法就是内存池技术。具体方法就是，申请内存：大小固定，提前申请，重复利用。

3.使用场合

　　长时间运行的服务程序

　　对速度要求高的程序

　　对稳定性要求高的程序

4.内存池不能满足所有的需求

　　内存池是不能够满足所有人的需求的，那么考虑到通用性，健壮性，需要考虑到，当申请内存块大小不在内存池中的情况

或者内存池中已经没有内存块了，所采取的措施：直接使用系统的申请，释放函数。

内存池的设计：

　　内存池中有很多内存块，内存池中有很多链表，每一个链表中存储一种固定大小的内存块，例如128字节链表中存储的是大小都为

128字节的内存块，依次类推，内存池中维护了很多个这样的链表。

　　这里我们要解决的第一个问题是，当我们申请内存是，首先要找到对应大小的链表，如果设计可以避免这个查找过程。

从内存链表中申请内存过程中，不需要查找，直接返回可用内存（链表可轻松实现）

解释释放内存的时候，如何快速的把内存块放回到对应的链表中

下面针对上述问题做依次设计：

首先在数据结构上进行申请的研究：

为了能满足上面的申请，释放可以快读定位到链表，我们需要维护额外的数据结构才可以达到目标，思路如下：

在申请内存的时候需要多申请一部分作为系统使用，系统使用的内存结构中，包含了该内存块所属的内存链表指针，这样就可以

快速度的释放内存。

有了这个特殊的结构设计以后，我们就可以不通过查找定位到内存上。

看下面的图：

首先考虑我们申请内存的过程：

char* p = new char[100];

实际上我们给出的输入数据就是 100个字节的数据，如果我可以 MemeoryList* p = _listIndex[100];

这样就可以直接的定位到对应的链表了。

如何结合 CPU-cache实现更加高度的内存池呢 ?

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