C++如何实现内存池 C++内存池的设计与性能优化

#include <iostream>
#include <vector>

class MemoryPool {
public:
    MemoryPool(size_t blockSize, size_t poolSize) : blockSize_(blockSize), poolSize_(poolSize) {
        memory_ = malloc(blockSize_ * poolSize_);
        if (!memory_) {
            throw std::bad_alloc();
        }

        // 初始化空闲块链表
        char* current = static_cast<char*>(memory_);
        for (size_t i = 0; i < poolSize_ - 1; ++i) {
            *reinterpret_cast<char**>(current) = current + blockSize_; // 将当前块指向下一个块
            current += blockSize_;
        }
        *reinterpret_cast<char**>(current) = nullptr; // 最后一个块指向nullptr
        freeList_ = static_cast<char*>(memory_);
    }

    ~MemoryPool() {
        free(memory_);
    }

    void* allocate() {
        if (!freeList_) {
            return nullptr; // 内存池已耗尽
        }

        char* block = freeList_;
        freeList_ = *reinterpret_cast<char**>(freeList_); // 更新空闲链表头
        return block;
    }

    void deallocate(void* ptr) {
        if (!ptr) return;

        // 将释放的块添加到空闲链表的头部
        *reinterpret_cast<char**>(ptr) = freeList_;
        freeList_ = static_cast<char*>(ptr);
    }

private:
    size_t blockSize_; // 每个内存块的大小
    size_t poolSize_;  // 内存池中内存块的数量
    void* memory_;    // 指向内存池的起始地址
    char* freeList_;  // 指向空闲块链表的头部
};

int main() {
    MemoryPool pool(32, 100); // 创建一个块大小为32字节，包含100个块的内存池

    void* ptr1 = pool.allocate();
    void* ptr2 = pool.allocate();

    if (ptr1) {
        // 使用 ptr1
        std::cout << "Allocated block 1 at: " << ptr1 << std::endl;
        pool.deallocate(ptr1);
    }

    if (ptr2) {
        std::cout << "Allocated block 2 at: " << ptr2 << std::endl;
        pool.deallocate(ptr2);
    }

    return 0;
}