使用预先已知的模式进行内存分配

Question

我有一个应用程序，其中malloc/free操作的顺序是预先知道的。我想做一个预计算来最小化最大内存使用量。有没有相关的资源(c++实现/研究论文)？

更准确地说，相同的malloc/free操作序列被重复多次(在每个周期结束时，所有操作都被释放)。因此，我可以提供一些计算来优化内存使用。

Answer 1

假设您想要实现的目标是最大限度地减少分配内存所花费的时间，并尽可能提高缓存的局部性，实际上这听起来非常简单。

只需选择内存管理器(编写一个或使用一个预先存在的，如Hoard)。然后，让内存管理器在程序开始时分配一个周期内使用的最大内存量。

主要的问题是计算这个内存量。一个简单的解决方案是使用一个分配器经历一个周期，这个分配器除了包装malloc/free和一个跟踪当前内存使用情况和最大使用情况的计数器之外，什么也不做。在你的周期结束时，这个最大值就是你应该在开始时分配多少。

要注意的一件事是，分配的内存中的碎片可能会导致需要额外的分配。这通常可以通过一个好的内存管理器来避免。在最坏的情况下，您可能需要单独跟踪为每个分配大小分配的最大内存。

顺便说一句，如果你在使用C++，为什么你要使用malloc/free而不是new/delete呢？

Answer 2

更准确地说，相同的malloc/free操作序列被重复多次(在每个周期结束时，所有操作都被释放)。因此，我可以提供一些计算来优化内存使用。

对于内存使用，这不是一个很难解决的问题。相同的内存将被重新分配用于相同的目的，因此如果您一次又一次地分配相同的内存块，则不会“浪费”内存。

既然你说的是malloc和free，我们是在讨论堆的老式"C“类型的用法吗？所以不需要担心构造函数或析构函数？为什么不创建给定类型的元素数组，例如

   struct X
   {
      ...
   };

旧代码：

   X* px[10];
   for(i = 0; i < 10; i++)
   {
      px[i] = malloc(sizeof(X));
      ...
   }

取而代之的是：

   X* px[10];
   X* xx = malloc(sizeof(X)*10);
   for(i = 0; i < 10; i++)
   {
      px[i] = &xx[i];
   }