C++ Slab分配器的实现

C++的Slab分配器主要基于C语言的分配器之上 ,进行包装调用形成,而在调用C语言接口之前,需要进行重载C++中的new,delete函数接口(静态函数形式提供),也就是通过模板提供一层接口,这样在进行分配时,顺序如下:

1.调用重载的new接口

2.调用具体类new接口

析构时刚好顺序相反,具体的封装类如下:

1.首先提供一层对C语言接口封装的的类:

template <typename T>
class _Slab
{
    //protected:
    //friend class Singleton< _Slab<T> >;
public:
    _Slab()
    {

        std::cout <<"T:"<<typeid(T).name()<<" size:"<<sizeof(T)<<std::endl;
        if((m_pSlabCache = umem_cache_create(typeid(T).name(),sizeof(T),ALIGN4,SLAB_NOSLEEP,NULL,NULL)) == NULL)
            std::cout <<"Create Slab Error"<<std::endl;
    }

    ~_Slab()
    {
        umem_cache_destroy(m_pSlabCache);
    }

    void* alloc(std::size_t size)
    {
        return umem_cache_alloc(m_pSlabCache);
    }

    void dealloc(void *p,std::size_t size)
    {
        umem_cache_free(m_pSlabCache,p);
    }

private:
    umem_cache_t* m_pSlabCache;
};

2.在此基础上提供一层针对new/delete的静态模板类接口:

template <typename T>
class Slab
{
public:
    static void* operator new(std::size_t size)
    {
        std::cout <<"operator new:"<<size<<std::endl;
        return Singleton < _Slab <T> >::getInstance()->alloc(size);
    }
    static void operator delete(void *p,std::size_t size)
    {
        std::cout << "delete" << std::endl;
        Singleton< _Slab <T> >::getInstance()->dealloc(p,size);
    }

    virtual ~Slab()
    {
    }
};

3.上面的封装类采用了单例的方式提供,具体实现如下:

template <typename T>
class Singleton
{
public:
    static T* getInstance()
    {
        static T t;
        std::cout << typeid(T).name() << endl;
        return &t;
    }
private:
    Singleton()
    {
    }
    Singleton(const Singleton&);
    Singleton& operator=(const Singleton &);
    ~Singleton()
    {
    }
};

4.测试程序如下

#include <iostream>
using namespace std;
#include "Slab.h"
class A:public Slab<A>
{
public:
    A(int s):size(s)
    {
        std::cout << "class A"<<std::endl;
    }

    ~A()
    {
        std::cout << "class ~A"<<std::endl;
    }

    void show()
    {
        std::cout <<"size:"<<size<<std::endl;
    }

private:
    int size;
};

int main(void)
{
    //Slab<A> *pA = new Slab<A>();
    A *pA = new A(19);

    pA->show();

    delete pA;

    return 0;
}

在编译时,gcc编译C语言中的slab文件:

gcc -c slab.c -g

编译测试接口:

g++ test_slab.cpp slab.o -g -lpthread

运行结果如下:

operator new:8
T:1A size:8
5_SlabI1AE
class A
size:19
class ~A
delete
5_SlabI1AE

这样就实现了一个面向对象的内存分配功能,这里只能针对某一类型的对象分配且内存大小小于4KB的对象.

完整原代码在这里: