大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下深入解析内存池：理论与实践要点总结的问题，以及和的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！
内存池如何设计；如何设计字节对齐；如何设计统计内存使用情况； （待完成）如何设计单元测试来验证内存池的正确性。 （待完成）一些技术问题：
Malloc已经实现了内存对齐。如何实现以及如何证明？ （未解决）free和delete是如何实现的，如何知道要释放多少内存。 （未解决）
一 如何设计内存池
内存池一般来说，大块内存是直接分配的，而小块内存则先申请一大块内存，然后继续使用这大块内存，直到用完为止。基本算法如下：
内联字符* Arena:分配（size_t字节）{
//如果我们允许的话，返回内容的语义有点混乱
//0 字节分配，所以我们在这里不允许它们（我们不需要
//它们供我们内部使用）。
断言（字节0）；
if (bytes=alloc_bytes_remaining_) { //是否可以从可用内存中获取
char* 结果=alloc_ptr_;
alloc_ptr_ +=字节；
alloc_bytes_remaining_ -=字节；
返回结果；
}
返回AllocateFallback(字节); //否，申请内存
不能从可用内存中获取大内存块。对于小块内存，需要查看剩余内存大小。如果剩余金额少于需求量，也需要申请。否则，无需申请。
因此，小内存共享大内存的使用情况需要通过以下两个变量来标识：
//分配状态
字符* alloc_ptr_; //大块内存的可用位置；
size_t alloc_bytes_remaining_; //当前大内存块还剩下多少？这简化了小内存块的分配。大块内存的分配逻辑如下：
char* Arena:AllocateFallback(size_t 字节) {
if (字节kBlockSize/4) {
//对象超过块大小的四分之一。单独分配
//避免在剩余字节中浪费太多空间。
char* 结果=AllocateNewBlock(字节);
返回结果；
}
//我们浪费了当前块中的剩余空间。
alloc_ptr_=分配新块(kBlockSize);
alloc_bytes_remaining_=kBlockSize;
char* 结果=alloc_ptr_;
alloc_ptr_ +=字节；
alloc_bytes_remaining_ -=字节；
返回结果；
}
char* Arena:AllocateNewBlock(size_t block_bytes) { //所有申请内存的操作都在这里；
char* 结果=new char[block_bytes];
block_.push_back(结果);
memory_usage_.NoBarrier_Store(
reinterpret_cast(MemoryUsage() + block_bytes + sizeof(char*)));
返回结果；
}申请大块内存有两种情况：
（1）用户自行申请大内存；
(2)用户申请了小内存，但是小内存使用的大内存块已经用完。
对于第一种情况，直接调用AllocateNewBlock方法，申请那块大内存，交给用户即可。
对于第二种情况，调用AllocateNewBlock方法申请固定大小内存（kBlockSize）后，还需要设置alloc_ptr_和alloc_bytes_remaining_变量；最后在这个新申请的大内存中给用户分配内存。
内存的释放是一起执行的，位于分配器的析构函数中：
竞技场：~竞技场() {
for (size_t i=0; i 块_.size(); i++) {
删除[]块_[i]；
}
}blocks_ 定义如下：
//new[] 分配的内存块数组
std:vectorblocks_;blocks_包含AllocateNewBlock方法申请的所有内存，最终被统一释放。
一些问题：
小内存共享的大内存块有多大，即一次申请多大的大小合适？ (相关的论文查询)
这是leveldb 中的大小： static const int kBlockSize=4096;应该申请多少内存并直接返回给用户，而不是共享一个大内存块？
这又分为两种情况：
（1）当有大块内存可用时，只要大块内存足够，就会直接返回给用户；
(2)当没有可用的大块内存，并且超过kBlockSize的1/4时，直接申请相应大小的内存并返回给用户，而不是申请kBlockSize大小的内存作为小内存。
上述策略涉及到内存的浪费，具体如下：
当用户新申请的内存不在可用内存大小范围内且小于kBlockSize时，则该段可用内存被浪费，并申请新的内存，alloc_ptr_从新的内存开始。
内存是最后统一释放的，那么有没有什么策略需要提前释放以节省内存呢？具体发布时间是什么时候？
二 如何设计字节对齐
malloc分配的内存必须是对齐的，也就是说返回的地址必须是2的幂（内存对齐的大小一般是指针的大小，指针的大小必须是2的幂）。
那么如何找到对齐的尺寸align：
const int 对齐=(sizeof(void*) 8) ? sizeof(void*) : 8;对齐后的地址必须满足（align - 1的值中1的个数代表返回值指针中最后一个0的个数）：
断言（（reinterpret_cast（结果）（align-1））==0）;具体算法如下：
char* Arena:AllocateAligned(size_t 字节) {
const int 对齐=(sizeof(void*) 8) ? sizeof(void*) : 8;
断言（（对齐（align-1））==0）; //指针大小应该是2的幂
size_t current_mod=reinterpret_cast(alloc_ptr_) (align-1); //alloc_ptr_的最后n位，n为对齐的位数
size_t slop=(current_mod==0 ? 0 : 对齐- current_mod); //对齐所需的空闲字节数
所需的size_t=字节+ slop；
字符* 结果；
if (needed=alloc_bytes_remaining_) { //与上一节中的Allocate类似
结果=alloc_ptr_ + slop；
alloc_ptr_ +=需要；
alloc_bytes_remaining_ -=需要；
} 别的{
//AllocateFallback 总是返回对齐的内存
结果=AllocateFallback(字节); //对malloc的调用必须是内存对齐的；
}
断言（（reinterpret_cast（结果）（align-1））==0）;
返回结果；
}函数也分为两部分进行处理：
(1)申请内存大小+对齐字节数。可用内存大小。这时候直接调用malloc申请（这样可能会造成内存的浪费）。这时候就必须进行内存对齐；
（2）申请内存大小+对齐字节数、可用内存大小、手动对齐：调整alloc_ptr_到对齐位置，然后调整alloc_ptr_到下一个可用位置作为返回结果。对齐的结果与返回值对齐，最终的alloc_ptr_没有对齐。
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用户评论
最近在研究内存管理，发现内存池真是个好东西！
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想要了解一下内存池的使用方法，感觉可以提高程序效率。
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之前不太了解内存池，标题很吸引人，一定要看看!
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这篇文章的思路很有深度，让我对内存池有了更深的认识。
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我一直用默认的内存管理方法，这个内存池应该是个很好的优化选择吧？
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感觉内存池这个概念真挺有趣的，让我想要深入探索一下。
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内存管理一直是重要的基础知识，学习这种优化方法确实好!
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