# 高并发内存池

**Repository Path**: yue-huanyu/ck

## Basic Information

- **Project Name**: 高并发内存池
- **Description**: 基于C++语言实现的高性能内存池
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-09
- **Last Updated**: 2026-03-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

#### 介绍

基于 C++17 标准实现的高性能高并发内存池，采用「线程本地缓存 + 中央缓存 + 页缓存」三级架构，解决传统 `malloc/free` 在多线程场景下的锁竞争与内存碎片化问题。该内存池无锁化设计保证高并发分配效率，分级内存管理机制降低碎片率，可直接嵌入游戏服务器、网关、缓存系统等性能敏感场景。

#### 软件架构

核心采用**三级缓存架构**，从底层到上层依次为：

1. **页缓存（PageCache）**：以系统页（默认 4KB）为单位管理大块内存，直接与操作系统交互，负责向系统申请 / 释放内存，采用页级锁保证线程安全；
2. **中央缓存（CentralCache）**：作为 ThreadCache 与 PageCache 的中间层，管理不同大小类的内存块链表，采用桶级细粒度锁，平衡内存复用与并发性能；
3. **线程本地缓存（ThreadCache）**：每个线程独立拥有的缓存，无锁化分配 / 释放内存，是性能核心，仅当本地缓存不足 / 过剩时与 CentralCache 交互。

辅助模块：

- `Common.h`：内存对齐、大小类划分、公共工具函数；
- `ObjectPool.h`：基于内存池封装的通用对象池模板；
- `ConcurrentAlloc.h`：对外暴露的统一分配 / 释放接口，适配多线程场景。

#### 安装教程

1. **环境要求**
    
    - Windows：Visual Studio 2022 及以上（支持 C++17）；
    - Linux：GCC 9+/Clang 10+（支持 C++17）；
    - 无第三方库依赖，仅依赖系统标准库。
    
2. **Windows 编译**
    
    - 下载项目源码，打开 `Concurrency Memory Pool.sln` 解决方案；
    - 选择 `Release | x64` 配置，点击「生成解决方案」；
    - 编译产物输出至 `x64/Release/` 目录。
    
3. **Linux 编译**
    
    
    ```
    # 克隆仓库（替换为你的 Gitee 仓库地址）
    git clone https://gitee.com/你的用户名/高并发内存池.git
    cd 高并发内存池
    
    # 编译源码
    g++ -std=c++17 -O2 -pthread -o memory_pool *.cpp
    
    # 验证编译结果
    ./memory_pool
    ```
    

#### 使用说明

1. **基础使用（内存分配 / 释放）**
 
    ```
    #include "ConcurrentAlloc.h"
    
    int main() {
        // 分配 256 字节内存（自动按 8 字节对齐）
        void* ptr1 = ConcurrentAlloc(256);
        // 分配 1024 字节内存
        void* ptr2 = ConcurrentAlloc(1024);
        
        // 使用内存（示例：写入数据）
        memset(ptr1, 0, 256);
        memset(ptr2, 0, 1024);
        
        // 释放内存
        ConcurrentFree(ptr1);
        ConcurrentFree(ptr2);
        return 0;
    }
    ```
    
2. **对象池使用（自定义类型）**
    
    ```
    #include "ObjectPool.h"
    #include <string>
    
    // 自定义测试类
    class TestObject {
    public:
        int id;
        std::string name;
        TestObject(int id_, std::string name_) : id(id_), name(name_) {}
    };
    
    int main() {
        // 创建 TestObject 类型的对象池
        ObjectPool<TestObject> objPool;
        
        // 从对象池分配对象（构造函数传参）
        TestObject* obj = objPool.New(1001, "test");
        
        // 使用对象
        std::cout << "ID: " << obj->id << ", Name: " << obj->name << std::endl;
        
        // 归还对象到池（自动析构，复用内存）
        objPool.Delete(obj);
        return 0;
    }
    ```
    
3. **性能测试**
    ```
    # 运行基准测试（对比内存池与 malloc 性能）
    ./benchmark
    
    # 运行单元测试（验证功能正确性）
    ./unit_test
    ```
    
#### 参与贡献
本项目为个人独立开发的学习与实践项目，暂不接受代码合入类贡献（如 Pull Request），但非常欢迎通过以下方式交流与反馈：

1. 提交 Issue：反馈 Bug、提出功能建议或性能优化思路；
2. 技术交流：通过 Gitee 私信 / 仓库留言讨论内存池设计、并发编程相关技术问题；
3. 学习参考：可 Fork 仓库用于个人学习、研究，无需提前告知。

#### 特技

1. 项目核心代码均为手写实现，无第三方内存池库依赖，可作为 C++ 高并发、内存管理方向的学习案例；
2. 配套完整的单元测试与性能基准测试代码，可直观对比内存池与系统分配器的性能差异；
3. 代码注释清晰，关键逻辑附带设计思路说明，便于新手理解三级缓存架构的实现原理；
4. 兼容 Windows/Linux 双平台编译，可直接在不同环境下验证功能与性能。