# Thread--Caching Malloc

**Repository Path**: Axurea/thread--caching-malloc

## Basic Information

- **Project Name**: Thread--Caching Malloc
- **Description**: 这个项目是实现一个高并发的内存池，他的原型是google的一个开源项目tcmalloc,tcmalloc全称Thread--Caching Malloc，即线程缓存的malloc，实现了高效的多线程内存管理，用于替代系统的内存分配相关的函数(malloc,free)。
这个项目是把tcmalloc最核心的框架简化后拿出来，模拟实现出了一个自己的高并发内存池，目的就是学习tcmalloc的精华。
- **Primary Language**: C++
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-04-14
- **Last Updated**: 2025-05-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Thread--Caching Malloc

#### 介绍
这个项目是实现一个高并发的内存池，他的原型是google的一个开源项目tcmalloc,tcmalloc全称Thread--Caching Malloc，即线程缓存的malloc，实现了高效的多线程内存管理，用于替代系统的内存分配相关的函数(malloc,free)。
这个项目是把tcmalloc最核心的框架简化后拿出来，模拟实现出了一个自己的高并发内存池，目的就是学习tcmalloc的精华。

#### 相关技术

    C/C++、多线程编程、内存管理、数据结构（FreeList/Span/PageHeap）

#### 开发环境

     Visual Studio 2019

#### 核心工作

1. 三级内存池架构：

    实现线程本地缓存（ThreadCache），使用 TLS 技术实现无锁分配，降低 80%+ 的锁争用；

    设计中央缓存（CentralCache）通过互斥锁管理跨线程内存块回收，平衡内存利用率与并发效率；

    实现页堆（PageHeap）按 8KB 页为单位向系统申请内存，支持碎片整理与大对象直接分配。

2. 高效内存管理：

    采用 SizeClass 映射表（8B~256KB）对小对象分级，通过位图快速匹配最佳内存块；

    实现 Span 结构体跟踪内存块状态，合并相邻空闲页减少外部碎片；

    基于 FreeList 的空闲链表管理，优化内存分配/释放的 O(1) 时间复杂度。

3. 性能优化与验证：

    通过 Google Benchmark 对比测试：单线程小对象分配效率较 glibc malloc 提升 3~5 倍；

    支持多线程环境下 10k+ QPS 内存操作，内存碎片率降低约 40%；

    实现内存泄漏检测模块，通过 Hook 机制记录未释放块信息。