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🔥 系列专栏:项目一
☀ 代码仓库:高并发内存池
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文章目录
前言一、项目简介二、所需知识储备与难度三、什么是内存池四、内存池主要解决的问题
小结
前言
话不多说,项目启动
一、项目简介
当前项目是实现一个高并发的内存池,他的原型是google的一个开源项目tcmalloc,tcmalloc全称 Thread-Caching Malloc,即线程缓存的malloc,实现了高效的多线程内存管理,用于替代系统的内存分配相关的函数(malloc、free)。
这个项目是把tcmalloc最核心的框架简化后拿出来,模拟实现出一个自己的高并发内存池,目的就是学习tcamlloc的精华,这种方式有点类似之前学习STL容器的方式。但是相比STL容器部分, tcmalloc的代码量和复杂度上升了很多,大家要有心理准备。当前另一方面,难度的上升,我们的收获和成长也是在这个过程中同步上升。
另一方面tcmalloc是全球大厂google开源的,可以认为当时顶尖的C++高手写出来的,他的知名度也是非常高的,不少公司都在用它,Go语言直接用它做了自己内存分配器。所以很多程序员是熟悉这个项目的,那么有好处,也有坏处。好处就是把这个项目理解扎实了,会很受面试官的认可。坏处就是面试官可能也比较熟悉项目,对项目会问得比较深,比较细。如果你对项目掌握得不扎实,那么就容易碰钉子。
二、所需知识储备与难度
这个项目会用到C/C++、数据结构(链表、哈希桶)、操作系统内存管理、单例模式、多线程、互斥锁等等方面的知识。
虽然这个项目没有涉及到网络,但是把这个项目掌握好,找到一份工作是够用的
如果说平常项目是*****五星级别,那么这个项目就是****四星级别
三、什么是内存池
所谓“池化技术”,就是程序先向系统申请过量的资源,然后自己管理,以备不时之需。之所以要申请过量的资源,是因为每次申请该资源都有较大的开销,不如提前申请好了,这样使用时就会变得非常快捷,大大提高程序运行效率。
在计算机中,有很多使用“池”这种技术的地方,除了内存池,还有连接池、线程池、对象池等。以服务器上的线程池为例,它的主要思想是:先启动若干数量的线程,让它们处于睡眠状态,当接收到客户端的请求时,唤醒池中某个睡眠的线程,让它来处理客户端的请求,当处理完这个请求,线程又进入睡眠状态。
内存池是指程序预先从操作系统申请一块足够大内存,此后,当程序中需要申请内存的时候,不是直接向操作系统申请,而是直接从内存池中获取;同理,当程序释放内存的时候,并不真正将内存返回给操作系统,而是返回内存池。当程序退出(或者特定时间)时,内存池才将之前申请的内存真正释放。
四、内存池主要解决的问题
内存池主要解决的当然是效率的问题,在高并发场景下,频繁地申请和释放内存可能会导致内存碎片化、内存分配效率低下、频繁的内存分配释放操作可能会增加系统开销等问题。通过使用高并发内存池,可以提前申请一定数量的内存块并进行管理,避免频繁的内存分配和释放操作,从而提高内存分配效率、降低内存碎片化的风险,减少系统开销,提升系统的性能和稳定性。其次如果作为系统的内存分配器的角度,还需要解决一下内存碎片的问题。那么什么是内存碎片呢?
再需要补充说明的是内存碎片分为外碎片和内碎片,上面我们讲的外碎片问题。外部碎片是一些空闲的连续内存区域太小,这些内存空间不连续,以至于合计的内存足够,但是不能满足一些的内存分配申请需求。内部碎片是由于一些对齐的需求,导致分配出去的空间中一些内存无法被利用。
小结
好啦,项目简介就到这里啦,欲知后事如何,且听下回分解。