c - 通过分割一个大的 malloc 内存来减少 malloc 调用

Question

首先，here是我的灵感来源:

There was once an app I wrote that used lots of little blobs of memory, each allocated with malloc(). It worked correctly but was slow. I replaced the many calls to malloc with just one, and then sliced up that large block within my app. It was much much faster.

我在分析我的应用程序时，当我减少 malloc 调用的次数时，性能得到了意想不到的提升。不过，我仍在分配相同数量的内存。

所以，我想做这个人做的事，但我不确定最好的方法是什么。

我的想法:

// static global variables
static void * memoryForStruct1 = malloc(sizeof(Struct1) * 10000);
int struct1Index = 0;
...
// somewhere, I need memory, fast:
Struct1* data = memoryForStruct1[struct1Index++];
...
// done with data:
--struct1Index;

问题:

• 我必须确保不超过 10000
• 我必须按照占用的相同顺序释放内存。 (在我的案例中不是主要问题，因为我正在使用递归，但我想尽可能避免它)。

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灵感来自 Mihai Maruseac:

首先，我创建了一个 int 链表，基本上告诉我哪些内存索引是空闲的。然后我向我的结构添加了一个名为 int memoryIndex 的属性，它可以帮助我以任何顺序返回占用的内存。幸运的是，我确信我的内存需求在任何给定时间都不会超过 5 MB，因此我可以安全地分配那么多内存。已解决。

Answer 1

给你内存的系统调用是brk。通常的malloc 和calloc，realloc 函数只是使用brk 给定的空间。当该空间不够用时，将创建另一个 brk 以创建新空间。通常，空间会增加一个虚拟内存页的大小。

因此，如果您真的想要一个预制的对象池，那么请确保以页面大小的倍数分配内存。例如，您可以创建一个 4KB 的池。 8KB, ... 空间。

下一个想法，看看你的对象。其中一些具有一种尺寸，一些具有其他尺寸。从同一个池中处理所有这些分配将是一个很大的痛苦。为各种大小的对象创建池(最好是 2 的幂)并从中分配。例如，如果您有一个大小为 34B 的对象，您将从 64B 池中为其分配空间。

最后，剩余空间可以不使用，也可以向下移动到其他池。在上面的示例中，您还剩下 30B。您将其拆分为 16B、8B、4B 和 2B block ，并将每个 block 添加到各自的池中.

因此，您可以使用链表来管理预分配空间。这意味着您的应用程序将使用比实际需要更多的内存，但如果这真的对您有帮助，为什么不呢？

基本上，我所描述的是 buddy allocator 之间的混合和 slab allocator来自 Linux 内核。

编辑:阅读您的评论后，使用malloc(BIG_SPACE) 分配一个大区域并将其用作您的内存池将非常容易。