C++对象局部内存分配器

2023-02-03 本文已影响0人谭英智

内存管理需要解决的问题

cache亲和

cache亲和对于高性能应用尤为重要，离散的内存访问，会导致cpu cache失效，不断的从RAM获取数据和剔除数据出cpu cahe，造成严重的性能问题

cache亲和需要提高返回内存局部性
分配局部性高

对于不同的容器和对象，需要有不同的分配器

单单使用全局内存分配器是不足的

因为相同类型的对象，它们往往会频繁的一起访问
减少内存碎片

内存离散的分配和离散的回收，内存中会出现很多小内存块，导致大内存块无法被申请

通过管理合并这些连续的小内存块，可以有效的缓解内存碎片的问题
减少内存扩散

内存离散的分配，可能导致连续访问的内存出现随机的离散，cpu cache无法发挥提速的效果

通过针对不同的数据结构提供个性化的内存分配策略，可以有效的解决扩散问题
线程安全分配

对象的内存分配，需要考虑内存安全问题

如果在确定对象的内存申请和释放都是在一个线程内完成

那么可以不需要加锁来管理内存

如果对象的内存申请和释放是跨线程的，那么必要的同步手段是必须的

pmr提供以下三种内存分配策略

多次申请，一次释放

monotonic通过多次申请多个连续的内存块提供给容器或者对象

每次申请时，只提供未被分配过的内区片段

已经分配过和被回收到buffer的内存，不会被再次分配出去

在pmr数据结构析构时，一次性，把所有内存释放

它是非线程安全的

比较浪费内存

但是提供非常高的性能

和提供非常高的局部性

通过slab来管理内存块

回收后的内存可以再次分配出去

非线程安全

高性能

局部性不如monotonic

节省内存

pmr析构时，归还内存

与unsynchronized pool类似

但它是线程安全的