【问题标题】:C/C++ memory allocation chunkwiseC/C++ 内存分块分配
【发布时间】:2017-05-02 08:09:28
【问题描述】:

鉴于以下情况,就空间/时间消耗而言,最合适的、独立于平台的方法是什么:

(1) 在给定时间点,一组对象的总大小为 已知。因此,所需的内存可以在一个节拍中分配。

(2) 内存所有权需要分配给每个单独的对象 并且释放(释放)的时间未确定。

我的临时方法是在 分配的内存块。任何时候对象被释放引用 计数减少。当它为零时,大块被释放。

有没有更合适的模式或惯例?

【问题讨论】:

  • 这取决于您使用的 C++ 版本,但现代版本(或通过 boost)将为您提供托管指针,这些指针基本上会为您进行引用计数。
  • 对已分配块的引用计数听起来像是在另一个之上构建分配器。您可能想要的只是一个固定大小的分配器,它允许有效管理相同大小的对象

标签: c++ c memory allocation


【解决方案1】:

给定的情况不足以确定“最佳”方法。

(1) 在给定的时间点,一组对象的总大小是已知的。因此,所需的内存可以在一个节拍中分配。

如果所有分配都发生在程序的初始部分,那么这个事实对我们没有帮助(除非加快启动时间至关重要)。如果程序经常销毁和创建新对象,这也无济于事,因为内存分配器永远不会将其堆内存释放回操作系统;它只是将其发布以供将来自己的使用。

此信息有用的唯一情况是程序生命周期内发生的所有对象分配和释放都属于同一对象类型。在这种情况下,内存池实现将提高性能,因为找到下一个可用的分配槽总是O(1)。 例如,这是一个植入物 (source)。

如果您还知道每种对象类型的对象总大小,那么多个内存池也将非常有用。如果不是这种情况,那么您始终可以将所有对象四舍五入到最大对象大小,并在浪费内存的情况下提高性能(使用内存池)。

(2) 内存所有权需要分配给每个单独的对象,释放(deallocation)的时间不确定。

处理对象的生命周期很困难,最好的方法取决于这 3 个问题:

  • 一个对象有多少个引用?
  • 这个对象从手到手传递了多少次?
  • 您的对象图是否包含循环?

如果这些问题的答案是“一对,不多也没有”,那么std::shared_ptr<> 可能会很有帮助。但是,如果引用的数量不是那么小,或者对象不断地从手转移到手,那么引用计数可能会导致在每次手转移时计算引用的大量开销。如果您的对象图中有循环,则内存泄漏 发生。 在这种情况下,垃圾收集解决方案很可能具有更好的性能并且更易于管理(参见Boeham 的 C 和 C++ 实现)。

我的临时方法是对分配的内存块进行某种类型的引用计数。任何时候释放一个对象,引用计数都会减少。当它为零时,大块被释放。

鉴于free() 并没有真正将内存释放回操作系统,我认为这种方法没有任何好处。您只会有更多的管理开销而不会获得任何性能。 您没有在问题中提到需要将内存释放到操作系统,所以我想这不是问题。

有没有更合适的模式或惯例?

您可以实现的最显着改进是消除了使用内置内存管理的需要,因为它是为通用目的而设计的。它考虑了一切,因此性能相对较差。 例如,管理线程之间的同步。

如果您不使用多个线程并且内存池解决方案适用于您,请使用它们;它们可能会有最好的性能,而且它们非常简单。 如果内存池不适用,和/或您在程序中使用了许多线程,那么我将选择许多替代内存分配器之一。我知道的一个好的多线程内存分配器是Hoard

【讨论】:

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