2024年5月27日发(作者：)
内存池使用整理C语言实现
内存池（Memory Pool）是一种将内存分配和释放操作进行优化的技
术，可以减少内存碎片和提高内存分配和释放的效率。内存池通常是一个
预先分配的内存块，可以被程序员自由分配和释放。
C语言中，内存池的实现可以基于数组或链表数据结构，下面将介绍
基于数组的内存池实现。
首先，我们需要定义内存池的数据结构，如下：
```c
typedef struct
void* buffer; // 内存池的起始地址
size_t buffer_size; // 内存池的大小
int unit_size; // 分配每个内存块的大小
int num_units; // 内存池总共可以分配的内存块数量
int free_units; // 当前可用的内存块数量
int* free_list; // 记录每个内存块是否可用的列表
} MemoryPool;
```
在创建内存池之前，需要初始化内存池的数据结构，也就是分配一块
内存空间，如下：
```c
MemoryPool* memory_pool_create(size_t buffer_size, int
unit_size)
MemoryPool* pool = (MemoryPool*) malloc(sizeof(MemoryPool));
pool->buffer = malloc(buffer_size);
pool->buffer_size = buffer_size;
pool->unit_size = unit_size;
pool->num_units = buffer_size / unit_size;
pool->free_units = pool->num_units;
pool->free_list = (int*) malloc(sizeof(int) * pool-
>num_units);
for (int i = 0; i < pool->num_units; i++)
pool->free_list[i] = 1; // 初始时，所有内存块都可用
}
return pool;
```
内存池的创建函数`memory_pool_create`接受两个参数：内存池的总
大小`buffer_size`和每个内存块的大小`unit_size`。它首先分配一个
`MemoryPool`结构体的内存，并为内存池的起始地址`buffer`分配一个大
小为`buffer_size`的内存块。初始化内存池的大小、每个内存块的大小、
内存块的数量和可用内存块数量。然后，为每个内存块分配一个列表元素，
并将其设为可用状态。
接下来，可以实现内存池的内存分配和释放函数，如下：
```c
void* memory_pool_alloc(MemoryPool* pool)
if (pool->free_units == 0)
return NULL; // 内存池已满，无法分配内存
}
//找到首个可用的内存块
for (int i = 0; i < pool->num_units; i++)
if (pool->free_list[i] == 1)
pool->free_list[i] = 0; // 将内存块设为不可用
pool->free_units--; // 可用内存块数量减1
return (char*) pool->buffer + i * pool->unit_size; //
存块起始地址
}
}
return NULL; // 未找到可用的内存块
void memory_pool_free(MemoryPool* pool, void* ptr)
if (ptr == NULL)
return; // 待释放的内存块为空
返回内
}
//计算内存块在内存池中的索引
int index = ((char*) ptr - (char*) pool->buffer) / pool-
>unit_size;
if (index >= 0 && index < pool->num_units && pool-
>free_list[index] == 0)
pool->free_list[index] = 1; // 将内存块设为可用
pool->free_units++; // 可用内存块数量加1
}
```
内存池的内存分配函数`memory_pool_alloc`首先检查是否还有可用
的内存块，如果没有则返回`NULL`。然后，遍历内存池的每个内存块，找
到首个可用的内存块，将其标记为不可用并返回其起始地址。内存池的内
存释放函数`memory_pool_free`首先检查待释放的内存块是否为空，然后
根据内存块在内存池中的索引将其标记为可用状态。
使用内存池时，可以按照以下步骤进行：
1. 使用`memory_pool_create`创建一个内存池。
2. 使用`memory_pool_alloc`分配内存块。
3. 使用`memory_pool_free`释放内存块。
4. 最后，使用`free`函数释放内存池的内存空间。
总结：通过使用内存池，可以减少频繁的内存分配和释放操作，从而
提高程序的性能和效率。以上是基于数组的内存池的简单实现。实际使用
中，还可以进行更复杂的优化，例如使用链表代替数组，实现动态增长的
内存池等。
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