风魂引擎学习之使用内存池

时间：2010-12-13 来源：yezizhe

假如我们现在已经实现了一个自己的内存池，表现为一个类，接下来要做的事情就是使用它。这个过程是通过重载operator new和operator delete等相关函数实现的。（不清楚operator new，可以看下区分new ,operator new, placement new）。

先假设我们已经实现的内存池：

代码

class CMemoryPool
{
public:
    staticCMemoryPool *instance(){static CMemoryPool pool;return &pool;}
    void*PoolAlloc(intsize){return malloc(size);}
    voidPoolDelete(void*p){free(p);}
};

好吧，我承认这东西算不上内存池，不过必要的信息都有了，首先是一个单例模式的对象，然后还有PoolAlloc和PoolDelete函数。接下来写个运行函数：

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int*p = new int(1);
    deletep;
    return0;
}

main函数只是生成了一个int的指针然后删除，接下来就是需要重载全局的operator new函数和operator delete函数去调用内存池的alloc和delete函数了。加入以下代码：

代码

inline void * __cdecl operator new(unsigned int size)
{
    returnCMemoryPool::instance()->PoolAlloc(size);
};
inline void __cdecl operator delete(void *p)
{
    CMemoryPool::instance()->PoolDelete(p);
};

通过设置断点或者写个printf个语句，会发现全局的new和delete函数确实被我们重载了，指向了自己实现的内存池的函数。

实现内存池还有一个很重要的作用，就是可以记录内存相关的使用情况，特别是最后进行内存泄露检查，输出包括文件名和行数等调试信息。而这也是通过重载operator new函数，不过参数就多了些，函数原型：

inline void * __cdecl operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
    returnCMemoryPool::instance()->PoolAlloc(size, file, line);
};

这里看见CMemoryPool有个PoolAlloc的重载函数，参数除了size，还有跟operator new对应的file和line的信息。我们在内存池这样子实现它：

void *PoolAlloc(unsigned int size, const char *file, int line) {return malloc(size);}

嗯，我们并没有记录file和line的信息，但是知道被调用了即可。

最后一步，也是最重要的工作，系统默认调用的operator new是不带file和line信息的，我们想调用的是带调试信息的operator new，所以加入以下代码：

#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_NEW new(__FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_NEW new
#endif

我们还必须加上开关函数#define new DEBUG_NEW。首先将new定义为DEBUG_NEW，然后DEBUG_NEW又根据是否debug模式下调用不同operator new函数。好了，还是printf个语句或者F9下，看看file和line的信息是否正确。

那到底__FILE__, __LINE__和如何传递给函数的呢，好吧，是编译器的功劳，我们只需要提供好接口就可以了。

operator new(unsignedint size, const char *file, int line) 只有在debug版下才有意义，因此我们还是给他加上#ifdef _DEBUG和#endif 吧。

另外，我们还需要重载operator new[]和operator delete[]，这里就省略了。

最后看下完整的代码：

代码

#include "stdafx.h"
#include <malloc.h>

class CMemoryPool
{
public:
    staticCMemoryPool *instance(){static CMemoryPool pool;return &pool;}
    void*PoolAlloc(unsignedint size){return malloc(size);}
    voidPoolDelete(void*p){free(p);}
    void*PoolAlloc(unsignedint size, const char *file, int line) {return malloc(size);}
};
inline void * __cdecl operator new(unsigned int size)
{
    printf("CMemoryPool::instance()->PoolAlloc %d\n",size);
    returnCMemoryPool::instance()->PoolAlloc(size);
};
inline void __cdecl operator delete(void *p)
{
    CMemoryPool::instance()->PoolDelete(p);
    printf("CMemoryPool::instance()->PoolDelete\n");
};

#ifdef _DEBUG
inline void * __cdecl operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
    printf("CMemoryPool::instance()->PoolAlloc %d file:%sline:%d\n", size, file, line);
    returnCMemoryPool::instance()->PoolAlloc(size, file, line);
};
#endif

#ifdef _DEBUG
#define DEBUG_NEW new(__FILE__, __LINE__)
#else
#define DEBUG_NEW new
#endif

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
#define new DEBUG_NEW
    int*p = new int(1);
    deletep;
#undef new
    int*q = new int(1);
    deleteq;
    return0;
}

运行后输出：

CMemoryPool::instance()->PoolAlloc 4 file:c:\test1\test1.cpp line:49
CMemoryPool::instance()->PoolDelete
CMemoryPool::instance()->PoolAlloc 4
CMemoryPool::instance()->PoolDelete

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