內存池的C++實現（可能還有小bug）

最近在學習c++程序性能優化，讀到內存池部分。自己動手寫了一個，小小測試了一下應 該沒有問題。

內存塊MemoryBlock聲明文件

MemoryBlock.h

#pragma once
#define USHORT unsigned short
#define ULONG unsigned long
#include <iostream>
using namespace std;
//內存塊
struct MemoryBlock
{
　　　 USHORT m_nSize;//可分配內存總大小
　　　 USHORT m_nFree;//可分配內存單元數目
　　　 USHORT m_nFirst;//第一個可用的內存單元位置
　　　 MemoryBlock* m_pNext;//指向下一個內存塊
　　　 char m_data[1];
　　　 void* operator new(size_t,const USHORT& sum,const USHORT& unit_size)
　　　 {
　　　　　　　 return ::operator new(sizeof(MemoryBlock)+sum*unit_size);//申請一 個內存塊空間
　　　 }
　　　 void operator delete(void* del,size_t)
　　　 {
　　　　　　　 ::operator delete(del);//刪除內存塊空間
　　　 }
　　　 MemoryBlock(const USHORT& sum,const USHORT& unit_size)
　　　　　　　 :m_nSize(sum*unit_size),m_nFree(sum-1),m_nFirst(1),m_pNext(0)
　　　 {
　　　　　　　 char* pData=m_data;
　　　　　　　 for(int i=1;i<sum;i++)　//初始化1到sum-1指向
　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　 *reinterpret_cast<USHORT*>(pData)=i;
　　　　　　　　　　　 pData+=unit_size;
　　　　　　　 }
　　　 }
　　　 ~MemoryBlock(){}

};

內存池MemoryPool聲明文件

MemoryPool.h

#pragma once
#include "MemoryBlock.h"

//內存池 a very good memory manager
class MemoryPool
{
private:
　　　 USHORT m_nUnitSize;//一個可分配單元的大小
　　　 USHORT m_nInitSize;//第一個可分配空間數目
　　　 USHORT m_nGrowSize;//新增的可分配空間數目
　　　 MemoryBlock* m_pFirst;//指向第一個內存塊
public:
　　　 //單元大小，第一個內存塊的可分配空間數目，第二個內存塊之後的可分配空間數目
　　　 MemoryPool(const USHORT& unit_size,const USHORT& init_size=2048,const USHORT& grow_size=1024);
　　　 ~MemoryPool(void);
　　　 void* Alloc();//分配內存
　　　 void Free(void* pfree);//回收內存
　　　 void FreeMemoryBlock(MemoryBlock *pblock);//銷毀
};

內存池MemoryPool實現文件

MemoryPool.cpp

#include "MemoryPool.h"

const USHORT MEMPOOL_ALIGNMENT=2;


MemoryPool::MemoryPool(const USHORT &unit_size, const USHORT &init_size, const USHORT &grow_size)
　　　 :m_pFirst(0),
　　　　 m_nInitSize(init_size),
　　　　 m_nGrowSize(grow_size)
{
　　　 if(unit_size>4)
　　　 {
　　　　　　　 m_nUnitSize = (unit_size + (MEMPOOL_ALIGNMENT-1)) & ~ (MEMPOOL_ALIGNMENT-1);
　　　　　　　 //m_nUnitSize 取整到大於unit_size的最大的MEMPOOL_ALIGNMENT的倍 數.
　　　　　　　 //令人糾結的注釋
　　　 }
　　　 else if(unit_size>=2)
　　　　　　　 m_nUnitSize=4;
　　　 else
　　　　　　　 m_nUnitSize=2;
}

void* MemoryPool::Alloc()
{
　　　 if(!m_pFirst)　//如果是第一次申請
　　　 {
　　　　　　　 MemoryBlock* pmb_first=new (m_nInitSize,m_nUnitSize)MemoryBlock (m_nInitSize,m_nUnitSize);//14日凌晨至此
　　　　　　　 m_pFirst=pmb_first;
　　　　　　　 return (void*)pmb_first->m_data;
　　　 }
　　　 MemoryBlock* pmb_block=m_pFirst;
　　　 while(pmb_block&&pmb_block->m_nFree==0)　//pmb_block沒走到最後 並且當前block沒有可分配結點
　　　 {
　　　　　　　 pmb_block=pmb_block->m_pNext;//往後走吧。
　　　 }
　　　 if(pmb_block)　//如果找到可分配結點的block
　　　 {
　　　　　　　 char* pfree=pmb_block->m_data+(pmb_block- >m_nFirst*m_nUnitSize);
　　　　　　　 pmb_block->m_nFirst=*((USHORT*)pfree);
　　　　　　　 pmb_block->m_nFree--;//可分配節點自減
　　　　　　　 return (void*)pfree;
　　　 }
　　　 else//如果找不到,此時pmb_block值為0
　　　 {
　　　　　　　 if(m_nGrowSize==NULL)
　　　　　　　　　　　 return NULL;
　　　　　　　 pmb_block=new (m_nGrowSize,m_nUnitSize)MemoryBlock (m_nGrowSize,m_nUnitSize);
　　　　　　　 if(!pmb_block)　//new不成功
　　　　　　　　　　　 return NULL;
　　　　　　　 pmb_block->m_pNext=m_pFirst;//把新建的block放到最前吧
　　　　　　　 m_pFirst=pmb_block;
　　　　　　　 return (void*)pmb_block->m_data;
　　　 }
}

void MemoryPool::Free(void* pfree)
{
　　　 if(m_pFirst==NULL)
　　　　　　　 return;
　　　 MemoryBlock* pmb_block=m_pFirst;
　　　 MemoryBlock* pmb_preblock=m_pFirst;
　　　 while((ULONG)pfree<(ULONG)pmb_block->m_data||
　　　　　　　 (ULONG)pfree>(ULONG)(pmb_block->m_data+pmb_block- >m_nSize))　//pfree不在當前block中
　　　 {
　　　　　　　 pmb_preblock=pmb_block;//前一個block塊
　　　　　　　 pmb_block=pmb_block->m_pNext;
　　　　　　　 if(!pmb_block)
　　　　　　　　　　　 return;
　　　 }
　　　 pmb_block->m_nFree++;//可分配數目+1
　　　 *((USHORT*)pfree)=pmb_block->m_nFirst;
　　　 pmb_block->m_nFirst=(USHORT)((ULONG)pfree-(ULONG)pmb_block- >m_data)/m_nUnitSize;
　　　 if(pmb_block->m_nFree*m_nUnitSize==pmb_block->m_nSize)　//如何該鏈塊 為空
　　　 {
　　　　　　　 pmb_preblock->m_pNext=pmb_block->m_pNext;
　　　　　　　 if((ULONG)pmb_preblock==(ULONG)m_pFirst)
　　　　　　　　　　　 m_pFirst=NULL;
　　　　　　　 delete pmb_block;
　　　 }
}

MemoryPool::~MemoryPool(void)
{
　　　 if(m_pFirst)
　　　　　　　 FreeMemoryBlock(m_pFirst);
}


void MemoryPool::FreeMemoryBlock(MemoryBlock *pblock)
{
　　　 if(pblock->m_pNext)
　　　　　　　 FreeMemoryBlock(pblock->m_pNext);
　　　 delete pblock;
　　　 pblock=NULL;
}

Test.cpp

#include "MemoryPool.h"
#include "time.h"

void performance_old()
{
　　　 clock_t start,stop;
　　　 start = clock();//開始時間
　　　 int i,b=0;
　　　 for(i=0;i<=100000;i++)
　　　 {
　　　　　 int* p=new int;
　　　 }

　　　 cout<<"Without MemoryPool:"<< (double) (clock()-start)<<"ms"<<endl;//輸出
}

void memory()
{
　　　 clock_t start;
　　　 start = clock();//開始時間
　　　 MemoryPool mp(sizeof(int),10000,500);
　　　 int i=0;
　　　 for(i=0;i<=100000;i++)
　　　 {
　　　　　 int* p=(int*)mp.Alloc();
　　　 }

　　　 cout<<"Using MemoryPool:"<<(double)(clock()-start) <<"ms";//輸出
}
int main()
{
　　　 performance_old();
　　　 memory();//內存池
　　　 system("pause");
　　　　　　　 return 0;
}