向东博客 专注WEB应用 构架之美 --- 构架之美，在于尽态极妍 | 应用之美，在于药到病除|赢在IT，Playin' with IT,Focus on Killer Application,Marketing Meets Technology.

背景：C语言里重新分配及释放结构体会产生一些开销，可能导致巨大的性能瓶颈。解决这个问题的一个办法是为分配的结构体单独维护一个表。当用户不需要某个结构体实例时，将其返回结构体池中。当我们需要某个实例时，从结构体池中获取一个对象。如果池中没有可用的元素，我们就可以动态分配一个实例。这种方法高效地维护一个结构体池，能按需重复使用动态内存。
     一般的malloc实现，对一块已分配的内存，都有两个机器字的簿记，甚至更多。如果不需要排错，理论上讲，只需要一个字长的额外开销，用来记录这块内存的尺寸（放在intptr[-1]处是个好主意）。
为什么需要这个开销呢？因为free传入的只是个指针，它不知道要释放多大的内存，因此free内部必须通过某种方式来获得这块内存的尺寸。
可以想象，如果用 malloc/free 来作为一个关联数组（map）的分配器，要浪费不少内存。不过好在实际数据的尺寸往往比额外消耗要大很多，相比起来，浪费的比例不算很大，况且现在内存还很便宜。
其实，打造一个高效的分配器并不难，难的是它的适用范围（多线程？cell尺寸，chunk尺寸，对齐，排错...），如果可以忍受这些缺陷，或者说是限制，还是比较值得的。下一步就是它的灵活性——让它可以更加容易集成进其它系统。
对于C标准库，如果能增加一个/一族这样的分配器，还是很有价值的。从理论上讲，只要free时多传一个size参数，就可以完全去掉额外的开销。这样两个函数就可以做到：
void* salloc(size_t size);   void  sfree(void* ptr, size_t size);  
这样做还有一个额外的好处，就是可以更好地对齐，假定程序需要按32字节对齐，malloc/free 就至少需要32字节做簿记，如果再加上内存越界检测，就需要64字节。salloc/sfree则只需要将分配的内存对齐到32字节边界即可。

但是这对程序的正确性要求很高，malloc/free中，内存越界检测可以很容易实现，而salloc/sfree就完全做不到（除非增加额外簿记）。一个好主意是可以在debug版中加入这些差错功能，而在release版中去掉。

更好（确切地讲应该是更灵活）的方案是，实现一个
struct mpool{     // .....   };      // return success or fail   int mpool_init(struct mpool* pool);   void mpool_destroy(struct mpool* pool);   void* mpalloc(struct mpool* pool, size_t size);   void  mpfree(struct mpool* pool, void* ptr, size_t size);  

而让 salloc/sfree简单地作为 mpool 的包装。

gcc的std::allocator基本上是按这样的方式实现的，只不过，它的size参数，大多数时刻是自动传递的（知道具体的class/struct，也就知道它的尺寸）。实现方式上，使用 size_aligned/align 作为索引去访问特定尺寸的mempool，一个 mempool 是多个链表串起来的大chunk，每个chunk内部是链表穿起来的cell。这也许是最好的实现方式了，除了节省的额外空间开销，时间开销上，如果不考虑加锁，一次alloc平均可以在10时钟周期内完成，dealloc用的时间更短。相比之下malloc/free耗的时间也要多得多。
原文来自：http://blog.csdn.net/whinah/article/details/4693828

如何减少频繁分配内存（malloc或者new）造成的内存碎片？
高性能之内存池（频繁使用malloc和new会降低性能）
内存池(Memory Pool)是一种内存分配方式。 通常我们习惯直接使用new、malloc等API申请分配内存，这样做的缺点在于：由于所申请内存块的大小不定，当频繁使用时会造成大量的内存碎片并进而降低性能。内存池则是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是尽量避免了内存碎片，使得内存分配效率得到提升。

（1）针对特殊情况，例如需要频繁分配释放固定大小的内存对象时，不需要复杂的分配算法和多线程保护。也不需要维护内存空闲表的额外开销，从而获得较高的性能。
（2）由于开辟一定数量的连续内存空间作为内存池块，因而一定程度上提高了程序局部性，提升了程序性能。
（3）比较容易控制页边界对齐和内存字节对齐，没有内存碎片的问题。
（4）当需要分配管理的内存在100M一下的时候，采用内存池会节省大量的时间，否则会耗费更多的时间。
（5）内存池可以防止更多的内存碎片的产生
（6）更方便于管理内存
转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6abf2c040101fj3f.html


忘记free内存泄漏怎么办？
linux C内存泄露检测实现及内存泄露检测的一般方法
linux中，由于使用malloc或alloc而没有free掉申请的内存，就会造成内存的泄露。通常，来讲为了避免内存泄露的情况出现，一般要求，我们尽量的malloc之后，调用free。但是总会有忘记free的时候啊。一般可以有如下几种方式来避免内存泄露：

1）  使用智能指针，这个在C++中较为常见；

2）  使用内存池；

3）  自己封装一层malloc/free等等。当申请内存时，将申请信息放入到一个已分配内存信息链表里面。free时，删除对应的信息表的节点。在程序执行结束前，扫瞄该信息表，若还存在信息节点，那么该节点记录的就是泄露的内存信息。若链表为空，那就是说没有发生内存泄露；

4）使用检测工具检测内存泄露，进而修补程序，这样的工具有比如Valgrind等等。

摘录自：http://www.xuebuyuan.com/1764051.html

作者：jackxiang@向东博客 专注WEB应用 构架之美 --- 构架之美，在于尽态极妍 | 应用之美，在于药到病除
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