内存池的C++实现

    由于毕业设计需要使用到内存池，用以提高程序性能，上网查阅资料，在《C++应用程序性能优化》一书中，提到了内存池的实现（http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-ppp/index6.html?ca=drs-cn  ，可以在线浏览内存池相关章节）
    下面是实现的代码：

MemoryBlock.h

 1class CMemoryBlock  
 2{
 3public:
 4    CMemoryBlock (USHORT nTypes = 1, USHORT nUnitSize = 0);    
 5    virtual ~CMemoryBlock();
 6    
 7    void  operator delete(void *p,size_t);
 8    void * operator new(size_t,USHORT nTypes, USHORT nUnitSize);    
 9    
10public:
11    USHORT          nSize;              //内存块的大小  每个小块所占内存*小块个数
12    USHORT          nFree;              //空闲块数
13    USHORT          nFirst;             //第一个空闲块
14    //USHORT          nDummyAlign1;        
15    CMemoryBlock*  pNext;               //下一个Block
16    char            aData[1];           //数据的初始位置
17
18};

MemoryBlock.cpp

 1#include "MemoryBlock.h"
 2
 3#ifdef _DEBUG
 4//#define new DEBUG_NEW
 5#undef THIS_FILE
 6static char THIS_FILE[]=__FILE__;
 7#endif
 8
 9/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////
10// Construction/Destruction
11/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////
12
13
14CMemoryBlock::~CMemoryBlock()
15{
16
17}
18
19void * CMemoryBlock::operator new(size_t,USHORT nTypes, USHORT nUnitSize)
20{
21    return malloc(sizeof(CMemoryBlock) + nTypes * nUnitSize);
22}
23
24void  CMemoryBlock::operator delete(void *p,size_t)
25{
26    ::operator delete (p);
27}
28
29//初始化
30CMemoryBlock::CMemoryBlock (USHORT nTypes , USHORT nUnitSize)
31{
32    nFree = nTypes - 1;
33    pNext = NULL;
34    nSize = nTypes * nUnitSize;
35    nFirst = 1;
36
37    char* pData=aData;
38    for(USHORT i=1;i<nTypes;i++)
39    {
40        *(USHORT*)pData=i;
41        pData+=nUnitSize;
42    }
43}

MemoryPool.h

#include "MemoryBlock.h"
#define MEMPOOL_ALIGNMENT 4

class CMemoryPool  
{
public:
    CMemoryPool(USHORT uUnitSize,USHORT uInitSize,USHORT uGrowSize);
    virtual ~CMemoryPool();
    
    void* Alloc();
    void Free(void* pFree);
    
private:
    void FreeMemeoryBlock(CMemoryBlock* pMyBlock);
    CMemoryBlock*   pBlock;        //第一个block的指针 
    USHORT         nUnitSize;      //每个小内存块的字节数
    USHORT         nInitSize;      //初始的Block的内存块数目
    USHORT         nGrowSize;      //增加的Block的内存块数目
};

MemoryPool.cpp

  1#include "MemoryPool.h"
  2
  3#ifdef _DEBUG
  4#undef THIS_FILE
  5static char THIS_FILE[]=__FILE__;
  6//#define new DEBUG_NEW
  7#endif
  8
  9/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////
 10// Construction/Destruction
 11/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////
 12
 13CMemoryPool::~CMemoryPool()
 14{
 15    CMemoryBlock* pMyBlock = pBlock;
 16    if(pBlock)
 17        FreeMemeoryBlock(pMyBlock);
 18}
 19
 20//递归释放内存
 21void CMemoryPool::FreeMemeoryBlock(CMemoryBlock *pMyBlock)
 22{
 23    if(pMyBlock->pNext)
 24        FreeMemeoryBlock(pMyBlock->pNext);
 25
 26    delete pMyBlock;
 27}
 28
 29
 30CMemoryPool::CMemoryPool(USHORT _uUnitSize,USHORT _uInitSize,USHORT _uGrowSize)
 31{
 32    pBlock=NULL;
 33    nInitSize=_uInitSize;
 34    nGrowSize=_uGrowSize;
 35    
 36    if(_uUnitSize<=2)
 37        nUnitSize=2;
 38    else if(_uUnitSize>2 && _uUnitSize<=4)
 39        nUnitSize=4;
 40    else 
 41    {
 42        if(_uUnitSize % MEMPOOL_ALIGNMENT ==0)
 43            nUnitSize=_uUnitSize;
 44        else
 45            nUnitSize=(_uUnitSize/MEMPOOL_ALIGNMENT+1)*MEMPOOL_ALIGNMENT;
 46    }
 47}
 48
 49//申请内存
 50void* CMemoryPool::Alloc()
 51{
 52    if(!pBlock)
 53    {
 54        pBlock=new(nInitSize,nUnitSize) CMemoryBlock(nInitSize,nUnitSize);
 55        return pBlock->aData;
 56    }
 57
 58    CMemoryBlock * pMyBlock=pBlock;
 59    while(pMyBlock && !pMyBlock->nFree)
 60        pMyBlock = pMyBlock->pNext;
 61
 62    //接下来的两种情况：1.找到有空闲块的block 2.找不到
 63    void * retval;
 64    if(pMyBlock)
 65    {
 66        pMyBlock->nFree--;
 67        retval = pMyBlock->aData + nUnitSize * pMyBlock->nFirst;
 68        pMyBlock->nFirst = *((USHORT*)retval);
 69        return retval;
 70    }
 71    else
 72    {
 73        if(!nGrowSize)
 74            return NULL;
 75        CMemoryBlock* newBlock = new(nGrowSize,nUnitSize) CMemoryBlock(nGrowSize,nUnitSize);
 76        if(!newBlock)
 77            return NULL;
 78        newBlock->pNext = pBlock;
 79        pBlock = newBlock;
 80        return (void*)(newBlock->aData);
 81    }
 82    
 83    return NULL;
 84}
 85
 86void CMemoryPool::Free(void* pFree)
 87{
 88    CMemoryBlock* pMyBlock = pBlock;
 89    CMemoryBlock* pPreBlock = NULL;    //pMyBlock指向Block的前一个Block，用于设置pNext
 90    while((ULONG)pFree < (ULONG)pMyBlock->aData || (ULONG)pFree > (ULONG)(pMyBlock->aData + pMyBlock->nSize))
 91    {
 92        pPreBlock = pMyBlock;
 93        pMyBlock = pMyBlock->pNext;
 94
 95        if(!pMyBlock)
 96            return;
 97    }
 98    if(pMyBlock)
 99    {
100        pMyBlock->nFree++;
101        *((USHORT*)pFree) = pMyBlock->nFirst;
102        pMyBlock->nFirst = (USHORT)(((ULONG)pFree - (ULONG)pMyBlock->aData)/nUnitSize);
103        
104        if(pMyBlock->nFree * nUnitSize == pMyBlock->nSize)   //如果全是自由块
105        {
106            if(!pMyBlock->pNext)  //如果这是最后一个block,则将其释放
107            {
108                delete pMyBlock;  //释放
109                if(pPreBlock)
110                    pPreBlock->pNext = NULL;  //设置上一块的pNext指向NULL
111                else
112                    pBlock = NULL;
113            }
114                
115        }
116    }
117}