高并发内存池——单例模式在缓存的作用

单例模式

单例模式是一种创建型设计模式,旨在确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问该实例。这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。++适用于需要全局统一管理、避免重复创建实例资源的情况下++。


单例模式在中心缓存的核心作用

前提:CentralCache(中心缓存)是内存池的核心枢纽,上连PageCache(页缓存),下接ThreadCache(线程缓存),负责统一管理内存Span(内存块)的分配、回收、合并等,是整个内存分配体系的核心。

而单例模式的作用是确保了CentralCache的某些特性。


我们可以根据中心缓存的需求来理解单例模式的作用:

1.CentralCache的核心责任是统一管控所有线程的内存申请与释放,我们需要保证的是其内存管理的全局唯一性!

如果其不是单例的,而是每个线程都有一个中心缓存,就会出现多种问题,比如出现多个CentralCache各自向PageCache申请内存,进而导致严重的内存碎片化。

2.避免多个实例导致的资源竞争与数据不一致的问题

中心缓存内部维护着不同大小的Span链表,这些链表是全局共享的临界资源。如果非单例模式下,需要对每个线程的CentralCache加锁,而单例模式下只需要对全局唯一的CentralCache的Span链表进行加锁保护,大大降低了难度。

3.简化内存池的设计与使用

实例的创建本身存在着天然的复杂性(实例创建存在则构造、拷贝、销毁等等多个实例的情况),这可能导致CentralCache将不再唯一,而单例模式则帮助避免了这些情况,并且只需要对内存、锁、链表等资源初始化一次,避免多实例重复占用资源。


由此我们得出了单例模式对中心缓存的核心作用为:

1.保证了唯一性,确保全局只有一个内存调度枢纽,实现内存的统一调用。

2.保证了一致性,避免多实例导致的数据混乱、资源竞争等问题,并且简化了临界资源的锁保护问题。

3.简化了中心缓存,使代码难度降低,降低了实例创建等的设计复杂性。

总结:单例模式强制整个程序只有一个CentralCache实例,确保所有线程的内存流转都经过同一个 "枢纽",实现内存的全局统一调度。

相关推荐
程序员阿鹏13 小时前
如何实现MySQL分库分表?
数据结构·数据库·sql·mysql·缓存
爱和冰阔落13 小时前
【Linux】条件变量为什么必须配合互斥锁:从 pthread_cond_wait 到阻塞队列
linux·运维·c++·缓存·中间件·安卓
wdfk_prog14 小时前
VMware Ubuntu 虚拟机从 124 GB 压缩到 33 GB
运维·缓存·docker·容器
刃神太酷啦16 小时前
Redis 核心进阶:哨兵、集群、缓存问题与分布式锁详解----《Hello Redis!》(6)
linux·c语言·数据库·c++·redis·分布式·缓存
名字还没想好☜17 小时前
Python 的 __call__ 实战:让实例像函数一样被调用,做带状态计数器、缓存器与可配置策略
开发语言·后端·python·缓存·编程语言
像风一样自由202019 小时前
29.Redis在大模型应用中有哪些用途缓存会话与限流
数据库·人工智能·redis·缓存·大模型·milvus·智能体
九皇叔叔1 天前
【第二章】Redis基础入门:Redis是什么、为什么快以及核心特性详解
数据库·redis·缓存
敲代码的嘎仔2 天前
用 Redis 合并写 + DelayQueue 延迟检测,把视频播放进度写库频率降到 1/60
java·开发语言·数据库·redis·缓存·音视频·高并发
程序猿乐锅2 天前
【黑马点评 | 第一篇】从 Session 到 Redis+Token 的改造与拦截器实现
数据库·redis·缓存
野生技术架构师2 天前
Redis Hot Key 与 Big Key:危害、发现与解决方案
数据库·redis·缓存