C++缓冲池？

Question

我有一个强大的用例，可以预先分配我需要的所有内存，并在完成后释放它。

我已经提出了这个真正简单的缓冲池C++实现，我必须对其进行测试，但我不确定我尝试使用的指针算法是否允许我这样做。基本上就是我下一步做并发布的部分。我更喜欢围绕这个想法的一些技巧，而不是依赖于任何类型的内存处理程序，这只会使客户端代码更加复杂。

#include <stdio.h>
#include <queue>

#include "utils_mem.h"

using namespace std;

template <class T>
class tbufferpool {
private:
    const int m_initial;
    const int m_size;
    const int m_total;
    T*        m_buffer;
    vector<T*> m_queue;

public:
    // constructor
    tbufferpool(int initial, int size) : m_initial(initial), m_size(size), m_total(initial*size*sizeof(T)) {
        m_buffer = (T*) malloc(m_total);
        T* next_buffer = m_buffer;
        for (int i=0; i < initial; ++i, next_buffer += i*size) {
            m_queue.push_back(next_buffer);
        }
    }

    // get next buffer element from the pool
    T* next() {
        // check for pool overflow
        if (m_queue.empty()) {
            printf("Illegal bufferpool state, our bufferpool has %d buffers only.", m_initial);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        T* next_buffer = m_queue.back();
        m_queue.pop_back(); 
        return next_buffer;
    }

    // release element, make it available back in the pool
    void release(T* buffer) {
        assert(m_buffer <= buffer && buffer < (buffer + m_total/sizeof(T)));
        m_queue.push_back(buffer);
    }

    void ensure_size(int size) {
        if (size >= m_size) {
            printf("Illegal bufferpool state, maximum buffer size is %d.", m_size);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }

    // destructor
    virtual ~tbufferpool() {
        free(m_buffer);
    }
};

Answer 1

首先，当您增加指向T的指针时，它将指向内存中T的下一个元素。

m_queue.push(m_buffer + (i*size*sizeof(T)));

这应该是这样的

m_buffer = (T*) malloc(m_total);
T* next = m_buffer;
for (int i=0; i < initial; ++i) {
    m_queue.push(next++);
}

第二,

assert(m_buffer <= buffer && buffer < m_total);

它应该是这样的

assert(m_buffer <= buffer && buffer <= m_buffer + m_total/sizeof(T));

希望它能帮上忙！

Answer 2

我不明白为什么要“包装”STL queue<>容器。只需将您的“缓冲区”放入队列中，并在需要时提取地址即可。当你处理完缓冲区中的“段”时，只需将它从队列中弹出，它就会自动释放。因此，不是指向缓冲区的指针，而是实际的buffer类。

这让我觉得这是在重新发明轮子。现在，由于您需要一次分配所有内容，我将使用vector而不是queue，因为vector<>类型可以在构造时一次性分配，并且push_back()方法不会重新分配，除非需要，pop_back()也是如此。有关使用的方法，请参阅here。

不过，基本上，这是我的粗略想法：

#include <myType.h> // Defines BufferType

const int NUMBUFFERS = 30;

int main()
{
    vector<BufferType> myBuffers(NUMBUFFERS);
    BufferType* segment = &(myBuffers[0]);    // Gets first segment
    myBuffers.pop_back(); // Reduces size by one

    return 0;
}

我希望这能给你一个大概的概念。你可以这样使用向量中的缓冲区，并且只有一个分配或释放，如果你愿意，你可以使用类似堆栈的逻辑。dequeue类型或其他标准容器可能也值得一看，但如果只是“我只想要一个分配或释放”，我会使用向量，甚至可能使用指向数组的智能指针。

Answer 3

我在使用对象池时发现了一些东西：

我不确定是否可以一次分配所有对象。我喜欢从一个'pooledObject‘类中继承我所有的池化对象，这个类包含一个对它自己的池的私有引用，所以允许一个简单的，无参数的'release’方法，并且我总是绝对确定一个对象总是被释放回它自己的池。我不确定如何使用静态数组ctor加载具有池引用的每个实例-我总是在循环中一个接一个地构造对象。

另一个有用的私有成员是一个“已分配的”布尔值，当一个对象被放入池中并在释放时被清除时，它就会被设置。这允许pool类检测，除非一个对象被释放两次。“发布两次”错误如果不能立即被检测到，可能会非常糟糕--奇怪的行为或崩溃会在几分钟后发生，而且通常发生在另一个模块的另一个线程中。最好尽快检测到双倍释放！

我发现在1秒计时器上将我的池的级别转储到状态栏中是有用的，也是令人放心的。如果发生泄漏，我可以看到它的发生，并且，通常，当一个数字惊人地下降时，通过我所在的活动来了解泄漏在哪里。谁需要Valgrind:)

在线程方面，如果您必须使您的池是线程安全的，那么使用阻塞队列会很有帮助。如果池耗尽，尝试获取对象的线程可以等待，直到它们被释放，应用程序只会减慢速度，而不是崩溃/死锁。另外，要小心re。虚假分享。您可能必须使用“填充”数组数据成员来确保没有两个对象共享一个缓存线。