概要
所谓内存池，顾名思义和线程池的设计原理是一样的，为了减少频繁申请释放内存而带来的资源消耗，减少释放内存后产生的内存碎片。
设计理念
为了方便管理内存池的设计通常是划分出一定数量的内存块，这些内存块的长度是一样的； 用户申请内存块时返回空闲的内存块地址，如果内存块使用完毕就释放该内存块，将该内存块置为空闲状态，服务器托管网放回到内存池，供以后使用。
内存池的设计核心几大模块：创建内存池，申请内存块，释放内存块，销毁内存池！
当然这只是常用的内存池设计，实际项目中可以根据需求设计不同的线程池：内存块的长度不一，可以提供自定义的内存块设计等兼容性更高的内存池。
本文只做内存池原理的讲解和实现最基础的内存池！更多的功能根据实际的需求进行扩展即可。
内存池的设计思路有很多，可以给予链表，数组，队列等进行设计，核心就是怎么存储内存块信息；本期是基于链表进行的内存池设计。
模块设计
内存池结构
内存块节点结构
typedef struct MemoryBlock{ void *data;//内存块起始地址 struct MemoryBlock *next;//下一个内存块的地址 }MemoryBlock;
内存池结构
typedef struct MemoryPool{ MemoryBlock *freeList;//空闲内存块链表 MemoryBlock *usedList;//占用内存块链表 int freeCount;//空闲内存块数量 int usedCount;//占用内存块数量 int blockCount;//内存块总数量 }MemoryPool;
创建内存池
通过参数确定内存池中内存块的大小和数量，然后给每个内存块开辟空间，然后初始化空闲链表，占用链表，空闲数量，占用数量等
MemoryPool *InitMemoryPool(int blockSize, int blockCount) { MemoryPool *pool = NULL; pool = (MemoryPool *)malloc(sizeof(MemoryPool));//为内存池分配空间 pool->freeList = NULL; pool->usedList = NULL; for(int i = 0; i ) { //创建内存块节点，插入到空闲链表 MemoryBlock * block = 服务器托管网(MemoryBlock *)malloc(sizeof(MemoryBlock)); block->data = malloc(blockSize); block->next = pool->freeList; pool->freeList = block; } //初始化状态 pool->freeCount = blockCount; pool->usedList = 0; pool->blockCount = blockCount; return pool; }
申请内存块
将内存池中空闲的内存块提供给用户使用，如果没有空闲内存块返回NULL。
void *AllocateBlock(MemoryPool *pool) { if(pool->freeList == NULL || pool->freeCount == 0) return NULL; MemoryBlock *node = pool->freeList; //该内存块从空闲链表删除 pool->freeList = node->next; //该内存块插入到占用链表 node->next = pool->usedList; pool->usedList = node; //更新空闲，占用状态 pool->usedCount++; pool->freeCount--; return node->data; }
释放内存块
将内存块放回到内存池
void FreeBlock(MemoryPool *pool, void *data) { MemoryBlock *cur = pool->usedList; MemoryBlock *pre = NULL; //寻找给内存块的节点 while(pre != NULL && cur->data != data) { pre = cur; cur = cur->next; } if(cur == NULL) return; //将该内存块从占用链表删除 if(pre != NULL) pre->next = cur->next; else pool->usedList = cur->next; //将该内存块插入到空闲链表 cur->next = pool->freeList; pool->freeList = cur; pool->freeCount++; pool->usedCount--; return; }
销毁内存池
销毁所有的内存块及分配过的空间
void DestroyMemoryPool(MemoryPool *pool) { MemoryBlock *pre = NULL; //释放所有空闲内存块空间 while(pool->freeList != NULL) { pre = pool->freeList; free(pool->freeList->data); pool->freeList = pool->freeList->next; free(pre); } //释放所有占用内存块空间 while(pool->usedList != NULL) { pre = pool->usedList; free(pool->usedList->data); pool->usedList = pool->usedList->next; free(pre); } //释放内存池空间 free(pool); pool->freeList = NULL; pool->usedList = NULL; pool->freeCount = 0; pool->usedCount = 0; return; }
至此一个最基础的内存池算是已经完成，在实际项目中可以在此基础上进行扩展；
main函数调用
int main(void) { MemoryPool *pool; pool = InitMemoryPool(10, 5); int *str = (int *)AllocateBlock(pool); *str = 2; int *ptr = (int *)AllocateBlock(pool); *ptr = 3; printf("free block : %d, used block : %dn", pool->freeCount, pool->usedCount); FreeBlock(pool, ptr); printf("free block : %d, used block : %dn", pool->freeCount, pool->usedCount); DestroyMemoryPool(pool); return 0; }
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