内存管理的一个实验

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了内存管理的一个实验前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

之所以会写这个程序是因为培训中有一课是 TDD test-driven devp , 先写测试后写程序,是一种比较神奇的编程方法,看似不可能,其实这样程序出错的可能性更小。如果大家对 TDD 有兴趣可以去看看其他的书,我就不讨论了。接下来要谈的 MemPool 是课中实践题目,但是由于系统是 linux ,搞的我晕头转向的(命令行操作路径切换),程序没怎么写, linux 的操作到时学会了一些,呵呵。

MemPool 是自己实现的一个内存管理的方法,主要的想法就是每次用户申请内存我们先分配给他,然后当用户释放时我们不调用 free ,而是把申请的内容保持起来,下次再申请直接把这个空间给用户。题目要求分配内存的大小必须是 8byte 对齐( 8 16 32… ),然后维护一个表格,实现 MemPool_Alloc uint size )和 MemPool_Free void*p )两个方法

@H_404_224@

Size

Total

Free

Point

8

1

0

NIL

16

1

1

XXXXXX

32

0

0

NIL

Total 是已经申请的内存块数, Free 是当前空闲的快数, Point 指向一个空闲内存的单项链表, NIL 表示空。

题目咋看起来比较简单,只要每次用户调用 MemPool_Alloc 时检查下是否有空闲块,有就返回单链表的第一个元素,没有就申请一块内存;当调用 MemPool_Free 时,把这块内存链到单链表中就 ok 了。这里为了简单起见,把表格定死,假设只有 8 16 32 ,这 3 个大小,不定死的话就是把这个表格变为一个单项链表。

先说我自己最初的想法:定义 2 个结构体,一个表示表格的每一行,另一个表示每个内存块。刚开始写的很顺,后来写到 MemPool_Free 时问题就出来了。因为只传进来一个参数 void *p ,而我们要归还的话必须得知道这块内存的大小,那怎么知道那?这得取决于我们 MemPool_Alloc 是怎么实现的了,最后我实现的方法是每次新申请内存后就把这块内存链起来,再增加一个 bool bIsFree 选项。这样每次归还时我只要查找到这个 void*p 属于哪个 Memory, 然后就找到了属于哪个 Block ,再设置 bIsFree true ok 了。分配时查找哪个 Memory bIsFree true ,否则申请一个。虽然这样是可以的,但是总要全部查找一遍总觉得效率不高。后来我去问了公司里的一个同事,他是培训中写完程序。发现他的方法很好。

typedef struct tagMemory

{

bool bIsFree;

void *pMem;// 这个是要我们返回给用户

struct tagMemory *pNext;

}Memory;

typedef struct tagBlock

{

//block size

int nTotal;

int nFree;

Memory *pFreeHead;

}Block;

同事的方法:先把结构体改一下, Memory bool bIsFree 去掉就可以了。因为我唯一遇到的问题就是不知道归还的内存的大小,那我们想办法知道就可以了。或许你也会想到调用系统 free 时不是也没指定它的大小么,是的,因为系统分配时纪录了该块内存的大小。现在我们的方法也是一样的,就是申请空间时多申请一个 int 类型大小的空间来保存空间的大小(其实也可以是其他类型够大就可以了), Alloc 时的关键代码如下:

@H_404_224@

Size

Mem

Void *p = malloc(sizeof int + size);

int *pInt = (int*)p;

*pInt = size;

p = (void*)(pInt+1);

return p;

这里有些对 void* 指针操作的注意事项,

1. 不能直接对 void* 类型的指针进行解引用(就是取里面的内容),因为编译器不知道 void* 指针指向类型的大小。

2. 不能对 void* 指针用 sizeof

3. void* 指针和其他类型的指针可以互相转换(也不是绝对)

最终 Free 时的关键代码如下:

Free((void*)((int*)p-1));

其实这个类似 MemPool 的东西在《 c 语言接口与编程》里也有,只不过他是通过 hash 来查找的,大家有兴趣可以去看看。这段时间以后一直都在学习语言或者是没有接触过的技术,对于这种需要技巧(对我而言)的东西很久没写了,感觉不错,趁热就把它纪录下来。

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