由于懒惰，一直脱到现在才完成，实在是罪过啊！很快会用它来改写我的无锁容器，嗯，如果我不懒惰的话。
稍微解释一下关键问题：
先分配一块内存，然后将内存划分为等大的内存格。每次调用 alloc 就分配一块内存格出去。
可分配内存是个链表，这个链表被直接贮存在未分配的内存里。换句话说，未被分配的内存格里存放了一个指针，这个指针指向下一个未被分配的空闲内存格。
另外，为了我们分配的内存可以被正确释放，还需要一个链表来贮存我们分配的内存列表，这里我把这个链表贮存在我们分配的内存首部。也就是每块分配的内存，前几个字节保存了下一块内存的指针。
我们通过 cas 争用的一个指针指向了链表头，分配内存的过程就是从链表头摘取一个内存格，而释放的过程就是在链表头挂上内存格（注意，都是链表头，因此只需要争用一个指针）。
设计上希望代码支持 64 位，考虑到64位指针本身就是64位，但是当前系统最高应该只使用了 48位，因此使用剩下的部分来作为 ABA 计数。如果你的程序没有使用 256T 以上就应该没有问题吧，嗯——大概。
内存池的初始大小最好是够大，如果在中途分配，可能由于几个线程同时进程分配内存而一下子分配好几块，由于串联可分配内存的操作是比较费时的，为了节约，我把他们全挂上了，如果你希望节约内存的分配量，可以牺牲 cpu时间，放弃多分配的内存。
这个很快会作为一个库的一个组件发布，这个库暂时被命名为 lugce, 谁有更好的名字可以推荐不？呵呵
照例发表源码：
[cpp] view plain copy/* * Copyright (C) 2010 Chen Wang ( China ) * Email: jadedrip@Gmail.com * * This library is free software; you can redistribute it and/or * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public * License as published by the Free Software Foundation; either * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. * * This library is distributed in the hope that it will be useful, * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU * Lesser General Public License for more details. * * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public * License along with this library; if not, write to the Free Software * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA */ #PRagma once #include <exception> #include "lockfree.hpp" #if !defined(_MSC_VER) || (_MSC_VER < 1600) # define nullptr NULL #endif namespace lugce { namespace lockfree { template< typename T, int blocksize=255 > class memory_pool { static const int objsize= sizeof(T) < sizeof(intptr_t) ? sizeof(intptr_t) : sizeof(T); static const int64 aba_inc =0x0001000000000000LL; // ABA 计数每次需要增加的值 static const int64 aba_mark =0xFFFF000000000000LL; // ABA Mark static const int64 ptr_mark =0x0000FFFFFFFFFFFFLL; // 指针 Mark public: memory_pool() { char *block=tadem_block(); _first_block=block; _free_head.data=reinterpret_cast<intptr_t>(block)+sizeof(intptr_t)+objsize; // 指向链表头 } ~memory_pool() { // 释放内存块 char * next=_first_block; do{ char *p=next; intptr_t x=*(intptr_t*)p; next=(char*)x; delete[] p; }while(next); } public: /// 申请内存，返回一个指向新内存的指针 T* alloc() { /// 尝试从堆栈中弹出一个空闲索引 atomic_int64 nval; atomic_int64 old; for(;;){ old=_free_head; assert( (_free_head.data & ptr_mark) > 0x10000 ); intptr_t *next=reinterpret_cast<intptr_t*>( _free_head.data & ptr_mark ); // 指向下一块空闲单位的指针 if( *next==0 ){ // 没有空闲，需要创建新块 // 创建新块 create_new_block(); continue; } nval.data=( (old.data + aba_inc) & aba_mark); nval.data|=int64(*next); // ABA 计数 //assert( (nval.data & ptr_mark) > 0x10000 ); if( atomic_cas( &_free_head, old.data, nval.data ) ) break; }; return reinterpret_cast<T*>(old.data & ptr_mark); } void free( const T* ptr ) { intptr_t *p=(intptr_t*)ptr; atomic_int64 nval; atomic_int64 old; // 尝试将其放回链表 do{ old=_free_head; *p=(intptr_t)(old.data & ptr_mark); // 把内容改为下一个空闲索引 assert(*p > 10000); nval.data=((old.data + aba_inc) & aba_mark) | (intptr_t)ptr; assert( (nval.data & ptr_mark) > 0x10000 ); }while( !atomic_cas(&_free_head, old.data, nval.data) ); } private: /// 创建新的内存块 void create_new_block() { char *block=tadem_block(); // 分配内存 atomic_intptr_t *p=(atomic_intptr_t*)_first_block; // 尝试挂接到内存块链表 while( !atomic_cas( p, 0, intptr_t(block) ) ){ p=(atomic_intptr_t*)(p->data); // 移动到链表下一位 } p=(atomic_intptr_t*)( block+sizeof(intptr_t) ); // 让 p 指向链表尾部 // 尝试挂接到空闲内存栈头上 atomic_int64 old; atomic_int64 nval; do{ old=_free_head; p->data=intptr_t(old.data & ptr_mark); // 让链表尾指向当前尾 intptr_t x=*(intptr_t*)(p->data); assert( x==0 || x > 10000 ); assert(p->data>10000); nval.data= ( (old.data + aba_inc) & aba_mark) | reinterpret_cast<int64>(block+sizeof(intptr_t)+objsize); // 新的下块空闲指向本块 assert( (nval.data & ptr_mark) > 0x10000 ); } while( !atomic_cas(&_free_head, old.data, nval.data ) ); } /// 创建新内存块，并将内存串联为链表 char* tadem_block() { char *block=new char[blocksize * objsize+sizeof(intptr_t)]; // 准备一块内存，注意 new 可能抛出异常 char *p=block; *reinterpret_cast<intptr_t*>(p)=0; // 内存的头是对齐的，我们用来保存下一块内存的地址，以构建内存块链表（用来内存池析构时释放内存块） p+=sizeof(intptr_t); *reinterpret_cast<intptr_t*>(p)=0; // 接下来的4个字节，同样是对齐的，作为链表的尾部 p+=objsize; // 把这块内存做成链表 for( int32 i=0; i< blocksize-2; ++i ){ *reinterpret_cast<intptr_t*>(p)=reinterpret_cast<intptr_t>(p)+objsize; // 内容成为指向下一块的空闲单元的指针 p+=objsize; } *reinterpret_cast<intptr_t*>(p)=reinterpret_cast<intptr_t>(block)+sizeof(intptr_t); // 最后一块指向尾节点 return block; } private: char * _first_block; atomic_int64 _free_head; // 下一个空闲块的索引 }; }; }; 顶0踩新闻热点
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