【lesson1】高并发内存池项目介绍

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这个项目做的是什么?

当前项目是实现一个高并发的内存池 ,他的原型是google的一个开源项目 tcmalloctcmalloc全称Thread-Caching Malloc ,即线程缓存的malloc ,实现了高效的多线程内存管理 ,用于替代系统的内存分配相关的函数(malloc、free)

我们这个项目是把tcmalloc最核心的框架简化后拿出来,模拟实现出一个自己的高并发内存池,目的就是学习tcamlloc的精华,这种方式有点类似我们之前学习STL容器的方式。但是相比STL容器部分,tcmalloc的代码量和复杂度上升了很多,大家要有心理准备。当然从另一方面来看,难度的上升,我们的收获和成长也是在这个过程中同步上升。

另一方面tcmalloc是全球大厂google开源的 ,可以认为当时顶尖的C++高手写出来的,他的知名度也是非常高的,不少公司都在用它,Go语言直接用它做了自己内存分配器。所以很多程序员是熟悉这个项目的,那么有好处,也有坏处。好处 就是把这个项目理解扎实了,会很受面试官的认可。坏处就是面试官可能也比较熟悉项目,对项目会问得比较深,比较细。如果对项目掌握得不扎实,那么就容易碰钉子。

这个项目的要求的知识储备和难度?

这个项目会用到 C/C++、数据结构(链表、哈希桶)、操作系统内存管理、单例模式、多线程、互斥锁等等方面的知识

什么是内存池

池化技术

所谓"池化技术",就是程序先向系统申请过量的资源,然后自己管理,以备不时之需。之所以要申请过量的资源,是因为每次申请该资源都有较大的开销 ,不如提前申请好了,这样使用时就会变得非常快捷,大大提高程序运行效率

在计算机中,有很多使用"池"这种技术的地方,如:内存池,还有连接池、线程池、对象池等。以服务器上的线程池为例,它的主要思想是:先启动若干数量的线程,让它们处于睡眠状态,当接收到客户端的请求时,唤醒池中某个睡眠的线程,让它来处理客户端的请求,当处理完这个请求,线程又进入睡眠状态。

内存池

内存池是指程序预先从操作系统申请一块足够大内存 ,此后当程序中需要申请内存的时候,不是直接向操作系统申请,而是直接从内存池中获取 ;同理当程序释放内存的时候,并不真正将内存返回给操作系统,而是返回内存池 。当程序退出(或者特定时间)时,内存池才将之前申请的内存真正释放。

内存池主要解决的问题

内存池主要解决的当然是效率的问题,其次如果作为系统的内存分配器的角度还需要解决一下内存碎片的问题

那么什么是内存碎片呢?

再需要补充说明的是:
内存碎片分为外碎片和内碎片,上面我们讲的外碎片问题。

外部碎片:是一些空闲的连续内存区域太小,这些内存空间不连续,以至于合计的内存足够,但是不能满足一些的内存分配申请需求。

内部碎片:是由于一些对齐的需求,导致分配出去的空间中一些内存无法被利用。内碎片问题,我们后面项目就会看到,那会再进行更准确的理解。

malloc

C/C++中我们要动态申请内存都是通过malloc去申请内存

但是我们要知道,实际我们不是直接去堆获取内存的,而malloc就是一个内存池。

malloc() 相当于向操作系统"批发"了一块较大的内存空间,然后"零售"给程序用。当全部"售完"或程序有大量的内存需求时,再根据实际需求向操作系统"进货"。

malloc的实现方式有很多种,一般不同编译器平台用的都是不同的。比如windows的vs系列用的微软自己写的一套,linux gcc用的glibc中的ptmalloc。

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