C++ メモリ管理におけるメモリ プール

メモリ プールは、頻繁に割り当ておよび解放される特定のサイズのオブジェクトを管理するための C テクノロジです。事前に割り当てられたメモリ ブロックを使用し、特に同時実行性の高いアプリケーションの場合、標準のメモリ アロケータよりも高いパフォーマンスを提供します。

C メモリ管理におけるメモリ プール

メモリ プールは、メモリの割り当てと管理を最適化するために使用される C テクノロジです。頻繁に割り当てと解放が行われる同様のサイズのオブジェクトにメモリ領域を事前に割り当てます。メモリ プールは、特に同時実行性の高いアプリケーションにおいて、標準のメモリ アロケータと比較してパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

メモリ プールの仕組み

メモリ プールの動作原理は、初期化中に大きなメモリ ブロックを割り当てることです。このメモリ ブロックは、個別に割り当ておよび解放できる小さなチャンクに再分割されます。オブジェクトを割り当てる必要がある場合、メモリ プールは事前に割り当てられたチャンクから 1 つを割り当て、すべてのチャンクが使い果たされた場合は新しいチャンクを割り当てます。

メモリ プールの作成

C でメモリ プールを作成するのは非常に簡単です。次のコードを使用できます。

#include <cstdlib>
#include <new>

constexpr size_t BLOCK_SIZE = 1024;
constexpr size_t NUM_BLOCKS = 100;

class MemoryPool {
private:
    char* memoryBlock;
    char* freePtr;
    char* endPtr;

public:
    MemoryPool() {
        memoryBlock = new char[BLOCK_SIZE * NUM_BLOCKS];
        freePtr = memoryBlock;
        endPtr = memoryBlock + (BLOCK_SIZE * NUM_BLOCKS);
    }

    ~MemoryPool() {
        delete[] memoryBlock;
    }

    void* allocate(size_t size) {
        if (freePtr + size <= endPtr) {
            void* allocatedPtr = freePtr;
            freePtr += size;
            return allocatedPtr;
        }

        return nullptr;
    }

    void deallocate(void* ptr) {
        if (ptr >= endPtr || ptr < memoryBlock) {
            throw "Invalid pointer";
        }

        freePtr = ptr;
    }
};

実践的な例

Object という名前の単純な struct を作成してから、メモリ プールを使用してメモリの割り当てと解放を行います。

struct Object {
    int id;
    std::string name;
};

int main() {
    MemoryPool pool;

    Object* object1 = static_cast<Object*>(pool.allocate(sizeof(Object)));
    object1->id = 1;
    object1->name = "Object 1";

    Object* object2 = static_cast<Object*>(pool.allocate(sizeof(Object)));
    object2->id = 2;
    object2->name = "Object 2";

    // ... 使用对象 ...

    pool.deallocate(object1);
    pool.deallocate(object2);

    return 0;
}

この例では、メモリ プールは Object オブジェクトのメモリ割り当てと解放を管理するために使用されます。これにより、メモリの割り当てと割り当て解除が事前に割り当てられたメモリ ブロックで行われ、頻繁なシステム コールによるオーバーヘッドが回避されるため、パフォーマンスが向上します。

以上がC++ メモリ管理におけるメモリ プールの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。