用C++實現自己的內存池

打開浏覽器，搜索了下內存管理的概念，百度百科中是這樣定義的：內存管理，是指軟件運行時對計算機內存資源的分配和使用的技術。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，並且在適當的時候釋放和回收內存資源。說到內存，與之緊密相聯系的一個概念就是指針。回想起上學那會兒，自己對指針是即喜歡，又害怕。因為學好了指針，就可以學好C，繼而學好C++，但面對那些晦澀的概念，和程序運行中一些莫名其妙的指針越界、內存洩露……，不免叫人步步驚心。後來參加工作了，在不斷的摸爬滾打中，也逐漸對指針和內存熟悉起來。

在編寫網絡通信程序時，要用到自己的發送緩沖區或接收緩沖區，其實這些緩沖區，都是一塊特定的內存。特別在編寫服務端程序時，能否管理好自己的內存，對於程序的靈活，高效，穩定，起到莫大的作用。再看一下內存管理的定義，它說的是在PC上，現實中也有很多程序不在PC上，比如基於Linux系統的嵌入式設備。其內存一般也就幾M，幾十M的樣子。在編寫設備通信程序，比如協議棧時，就更應該管理好自己的內存啦！

下邊，我參考開源項目POCO C++ Libraries，用C++編寫了一個內存池類，也算是對學習和工作的一個總結，同時方便今後使用。代碼中使用了線程互斥鎖，這個可以在互斥對象鎖和臨界區鎖性能比較（Win32）(見 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49715.htm )和Linux平台上用C++實現多線程互斥鎖( http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49714.htm ) 看到。以下代碼已在VS2005環境下編譯通過。

MemPool.h

1. #ifndef _MEM_POOL_H   
2. #define _MEM_POOL_H   
3.   
4. #include <vector>   
5. #include <iostream>   
6. #include "Lock.h"   
7.   
8. using namespace std;  
9.   
10. /* 
11.     在內存池中分配固定大小的內存塊 
12.  
13.     該類的目的是加速內存分配速度，並且減少因重復分配相同 
14.     內存時產生的內存碎片，比如在服務器應用程序中。 
15. */  
16.   
17. class CMemPool  
18. {  
19. public:  
20.   
21.     //創建大小為blockSize的內存塊，內存池數目為預分配的數目preAlloc   
22.     CMemPool(std::size_t blockSize, int preAlloc = 0, int maxAlloc = 0);  
23.   
24.     ~CMemPool();  
25.   
26.     //獲取一個內存塊。如果內存池中沒有足夠的內存塊，則會自動分配新的內存塊   
27.     //如果分配的內存塊數目達到了最大值，則會返回一個異常   
28.     void* Get();  
29.   
30.     //釋放當前內存塊，將其插入內存池   
31.     void Release(void* ptr);  
32.   
33.     //返回內存塊大小   
34.     std::size_t BlockSize() const;  
35.   
36.     //返回內存池中內存塊數目   
37.     int Allocated() const;  
38.   
39.     //返回內存池中可用的內存塊數目   
40.     int Available() const;  
41.   
42. private:  
43.     CMemPool();  
44.     CMemPool(const CMemPool&);  
45.     CMemPool& operator = (const CMemPool&);  
46.   
47.     enum  
48.     {  
49.         BLOCK_RESERVE = 32  
50.     };  
51.   
52.     typedef std::vector<char*> BlockVec;  
53.   
54.     std::size_t m_blockSize;  
55.     int         m_maxAlloc;  
56.     int         m_allocated;  
57.     BlockVec    m_blocks;  
58.     CMutex      m_mutex;  
59. };  
60.   
61. inline std::size_t CMemPool::BlockSize() const  
62. {  
63.     return m_blockSize;  
64. }  
65.   
66.   
67. inline int CMemPool::Allocated() const  
68. {  
69.     return m_allocated;  
70. }  
71.   
72.   
73. inline int CMemPool::Available() const  
74. {  
75.     return (int) m_blocks.size();  
76. }  
77.   
78.   
79. #endif