Pool de mémoire C++ et allocation anticipée pour améliorer les performances de gestion de la mémoire

Deux techniques pour améliorer les performances de gestion de la mémoire en C++ : Pool de mémoire : pré-allouer de gros blocs de mémoire et les diviser en petits blocs, permettant une allocation et une libération rapides, réduisant ainsi la surcharge liée à l'interaction avec le système d'exploitation. Allocation anticipée : pré-allouer une grande quantité de mémoire au démarrage du programme, évitant ainsi le délai nécessaire à la demande de mémoire du système d'exploitation et obtenant une allocation rapide.

Pool de mémoire C++ et allocation anticipée : améliorer les performances de gestion de la mémoire

Introduction

La gestion de la mémoire est un aspect important du développement C++. Une gestion efficace de la mémoire peut améliorer considérablement les performances et la stabilité des applications. Cet article explorera deux techniques de gestion de la mémoire en C++ : les pools de mémoire et l'allocation anticipée, et montrera comment les utiliser pour améliorer les performances de gestion de la mémoire.

Memory Pool

Memory Pool est une technologie de gestion de mémoire qui pré-alloue un grand bloc de mémoire, puis divise le bloc en blocs plus petits de taille égale. Lorsque de la mémoire est nécessaire, les applications peuvent allouer de petits morceaux du pool sans le demander au système d'exploitation.

#include <iostream>
#include <vector>

class MemoryPool {
private:
    std::vector<void*> freeBlocks;
    std::vector<void*> allocatedBlocks;
    size_t blockSize;
    size_t poolSize;

public:
    MemoryPool(size_t blockSize, size_t poolSize)
        : blockSize(blockSize), poolSize(poolSize) {
        for (size_t i = 0; i < poolSize; ++i) {
            freeBlocks.push_back(malloc(blockSize));
        }
    }

    ~MemoryPool() {
        for (auto block : allocatedBlocks) {
            free(block);
        }
    }

    void* allocate() {
        if (freeBlocks.empty()) {
            return nullptr;
        }
        void* block = freeBlocks.back();
        freeBlocks.pop_back();
        allocatedBlocks.push_back(block);
        return block;
    }

    void deallocate(void* block) {
        freeBlocks.push_back(block);
        allocatedBlocks.erase(std::remove(allocatedBlocks.begin(), allocatedBlocks.end(), block));
    }
};

int main() {
    MemoryPool pool(1024, 100);

    std::vector<void*> objects;
    for (size_t i = 0; i < 100; ++i) {
        objects.push_back(pool.allocate());
    }

    // 使用对象

    for (auto object : objects) {
        pool.deallocate(object);
    }

    return 0;
}

Allocation anticipée

L'allocation anticipée est une technique qui alloue une grande quantité de mémoire à l'avance au démarrage du programme. Cette mémoire n'est pas utilisée immédiatement, mais est rapidement allouée en cas de besoin, évitant ainsi le délai de demande de mémoire auprès du système d'exploitation.

#include <iostream>
#include <vector>

std::vector<int> preallocatedMemory(1000000);

int main() {
    // 记录内存分配时间
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    std::vector<int> objects;
    for (size_t i = 0; i < 1000000; ++i) {
        objects.push_back(preallocatedMemory[i]);
    }

    // 计算内存分配时间
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count();

    std::cout << "Memory allocation time: " << duration << " ms\n";

    return 0;
}

Cas pratique

Le pool de mémoire et la technologie d'allocation précoce sont particulièrement utiles dans les scénarios suivants :

• Développement de jeux : le jeu doit allouer et libérer de la mémoire rapidement et fréquemment pour créer et détruire des objets de jeu.
• Serveur Web : un serveur Web doit gérer un grand nombre de connexions et chaque connexion nécessite sa propre allocation de mémoire.
• Calcul haute performance : les applications informatiques hautes performances doivent traiter de grandes quantités de données et nécessitent une gestion efficace de la mémoire pour maximiser les performances.

Conclusion

En utilisant des pools de mémoire et des techniques d'allocation précoce, les performances de gestion de la mémoire dans les applications C++ peuvent être considérablement améliorées. Ces techniques réduisent la surcharge liée à la demande de mémoire auprès du système d'exploitation, permettant des opérations d'allocation et de désallocation plus rapides et améliorant les performances globales des applications.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!