c++怎么实现一个简单的对象池_c++对象池(Object Pool)设计与实现-C++-PHP中文网

c++怎么实现一个简单的对象池_c++对象池(Object Pool)设计与实现

下次还敢

发布： 2025-10-23 08:18:01

原创

800人浏览过

对象池通过预分配对象并重复使用来减少new/delete开销。实现包含初始化、获取acquire和回收release对象，用栈管理空闲对象，支持线程安全及后续优化如自动扩容与placement new。

c++怎么实现一个简单的对象池_c++对象池(object pool)设计与实现

对象池的核心目标是减少频繁创建和销毁对象带来的性能开销。C++中实现一个简单的对象池，关键在于预先分配一批对象，使用时从池中获取，用完后归还，而不是直接 delete 和 new。下面是一个简洁、实用的对象池设计与实现方式。

基本设计思路

对象池通常包含以下几个核心功能：

预先创建一组对象并维护在空闲列表中
提供获取对象的接口（从空闲列表取出）
提供回收对象的接口（放回空闲列表）
线程安全可选（根据使用场景决定是否加锁）

简单对象池实现代码

#include <vector>
#include <stack>
#include <mutex>
#include <stdexcept>
<p>template <typename T>
class ObjectPool {
private:
std::stack<T<em>> free_list;
std::vector<T</em>> all_objects;
std::mutex pool_mutex;</p><p>public:
// 构造时预分配 n 个对象
explicit ObjectPool(size_t n = 10) {
all_objects.reserve(n);
for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
all_objects.push_back(new T());
}
for (auto it = all_objects.rbegin(); it != all_objects.rend(); ++it) {
free_list.push(*it);
}
}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 非拷贝构造
ObjectPool(const ObjectPool&) = delete;
ObjectPool& operator=(const ObjectPool&) = delete;

~ObjectPool() {
    for (auto obj : all_objects) {
        delete obj;
    }
}

// 获取一个可用对象
T* acquire() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(pool_mutex);
    if (free_list.empty()) {
        // 可选择扩容，或抛出异常
        throw std::runtime_error("ObjectPool exhausted");
    }
    T* obj = free_list.top();
    free_list.pop();
    return obj;
}

// 回收对象
void release(T* obj) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(pool_mutex);
    free_list.push(obj);
}

登录后复制

};

设计师AI工具箱

最懂设计师的效率提升平台，实现高效设计出图和智能改图，室内设计，毛坯渲染，旧房改造，软装设计

124

查看详情

使用示例

假设我们有一个需要频繁创建的小对象 Connection：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

struct Connection {
    int id;
    bool connected = false;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>Connection() { static int counter = 0; id = ++counter; }
void connect() { connected = true; }
void disconnect() { connected = false; }

登录后复制

};

// 使用对象池 int main() { ObjectPool<Connection> pool(5);

auto* conn1 = pool.acquire();
conn1->connect();
std::cout << "Using connection " << conn1->id << "\n";

pool.release(conn1);  // 用完归还

auto* conn2 = pool.acquire();  // 可能是同一个地址
std::cout << "Reused: " << conn2->id << "\n";

return 0;

登录后复制

}