[C++知识库]C++ | boost 库之内存池

????????内存池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，使得内存分配效率得到提升。

????????boost.pool 库基于简单分隔存储的思想实现了一个快速、紧凑的内存池库，不仅能够管理大量的对象，还可以用作 STL 的内存分配器。在某种程度上讲，它近似于一个小型的垃圾回收机制，在需要大量分配/释放小对象时其效率很高，而且完全不需要考虑 delete。

????????pool库包含4个部分：最简单的pool、分配类实例的object_pool、单件内存池singleton_pool和可用于标准库的 pool_alloc 。

一、pool

????????pool是最简单、最容易使用的内存池类，它可以返回一个简单数据类型（POD：一个类或结构体通过二进制拷贝后还能保持其数据不变，那么它就是一个POD类型）的内存指针。

????????需要注意一点：pool只能作为普通数据类型(如 int、double等）的内存池，不能将其应用于复杂的类和对象，因为它只分配内存，不调用构造函数。

????????除非有特殊要求，否则不必对分配的内存调用 free()、purge_memory()释放， pool 会很好地管理内存。

????????因为 pool 在分配内存失败的时候不会抛出异常，所以实际编写代码时应该检查 malloc( )函数返回的指针，以防止空指针发生错误，不过通常这种情况极少出现。

• explicit pool(const size_type nrequested_size,const size_type nnext_size = 32,const size_type nmax_size = 0)；

????????pool构造函数的第一个参数nrequested_size指示每次分配内存块的大小(而不是内存池的大小)。第二个参数nnext_size 说明分配nrequested_size大小的块为几个，默认是32个。（就是会分配32个nrequested_size大小的内存作为内存池大小。当不够时会以当前池大小*2的内存继续分配）

• void * malloc ()；

????????从内存池中任意分配一个内存块。

• void * ordered_malloc()；

????????从内存池中任意分配一个内存块，同时合并空闲块列表。

• ?void * ordered_malloc(size_type n);

????????从内存池中连续分配 n 块内存。

• ?bool is_from(void * const chunk) const;

????????测试分配后的内存块是否是从这个内存池分配出去的。

• ?void free (void * const chunk);

? ? ? ? free( )用来手动释放之前分配的内存块，注意是还给内存池，并不是还给系统，这些内存块必须是从这个内存池分配出去的，即?is_from()== true。一般情况下，内存池会自动管理内存分配，不应该调用 free( )，除非你认为内存池的空间已经不足，必须释放已经分配的内存。

• ?size_type get_requested_size() const;

? ? ? ? 获得每次分配的内存块大小。

• bool release_memory();

? ? ? ? 慎用。让内存池释放所有未被分配的内存，但已分配的内存块不受其影响。

• bool purge_memory();

? ? ? ? 慎用。强制释放 pool持有的所有内存（不管内存块是否被使用）。

• ~pool();

? ? ? ? 析构函数调用purge_memory ()。

#include "boost/pool/pool.hpp"
void TestPool()
{
    boost::pool<> pool1(sizeof(int));              //1个可分配 int 的内存池
    int* p = static_cast<int*> (pool1.malloc());   //从内存池分配内存块，必须把void*转为需要的类型
    if (p != nullptr) {
        if (pool1.is_from(p))                      //判断p是否从pool1这个内存池分配的
        {
            std::cout << "p是从pool1内存池中分配的" << std::endl;
            pool1.free(p);                         //释放分配的内存块
        }
    }
    std::cout << pool1.get_requested_size() << std::endl; //4
    for (int i = 0; i < 500; i++)
    {
        int* _p = static_cast<int*> (pool1.ordered_malloc(10)); //连续分配10块内存
        std::cout << _p <<" " << (_p+1)<<".."<< (_p + 9) << std::endl;
    }
}                                                  //内存池对象pool1析构，所有分配的内存都被释放

二、object_pool

三、singleton_pool

四、pool_alloc