# C++项目精选：内存池 | 代码随想录
最近不少录友再冲春招，冲考研复试，需要小而完整的项目，太大了没时间做，还要求项目一定要完整，有难点。
之前发布了 缓存系统 就是一个小项目。
这次知识星球里再添一个C++轮子项目：内存池
代码量不到1000行，又是一个完整的项目。
内存池在实际的项目开发中较为常见，这次从学习的角度带大家去高效了解和学习内存池项目。
# 什么是内存池？
内存池是一种预分配内存并进行重复利用的技术，通过减少频繁的动态内存分配与释放操作，从而提高程序运行效率。
内存池通常预先分配一块大的内存区域，将其划分为多个小块，每次需要分配内存时直接从这块区域中分配，而不是调用系统的动态分配函数（如new或malloc）。
简单来说就是申请一块较大的内存块(不够继续申请)，之后将这块内存的管理放在应用层执行，减少系统调用带来的开销。
# 为什么要做内存池？
性能优化：
1、减少动态内存分配的开销：
系统调用malloc/new和free/delete涉及复杂的内存管理操作（如内存查找、碎片整理），导致性能较低，而内存池通过预分配和简单的管理逻辑显著提高了分配和释放的效率。
2、 避免内存碎片：
动态分配内存会产生内存碎片，尤其在大量小对象频繁分配和释放的场景中，导致的后果就是：当程序长时间运行时，由于所申请的内存块的大小不定，频繁使用时会造成大量的内存碎片从而降低程序和操作系统的性能。
内存池通过管理固定大小的内存块，可以有效避免碎片化。
3、降低系统调用频率：
系统级内存分配（如malloc）需要进入内核态，频繁调用会有较高的性能开销。内存池通过减少系统调用频率提高程序效率。
4、稳定的分配时间：
使用内存池可以使分配和释放操作的耗时更加可控和稳定，适合实时性有严格要求的系统。
# 内存池的应用场景
高频小对象分配：
- 游戏开发：游戏中大量小对象（如粒子、子弹、NPC）的动态分配和释放非常频繁，使用内存池可以显著优化性能。
- 网络编程：网络编程中，大量请求和响应对象（如消息报文）和频繁创建和销毁非常适合使用内存池。
- 内存管理库：一些容器或数据结构（如std::vector或std::deque）在内部可能使用内存池来优化分配性能。
实时系统：
- 嵌入式设备或实时控制系统中，动态内存分配的延迟可能影响实时性，内存池提供确定性的分配性能。
高性能计算：
- 在高性能计算程序中，频繁地内存分配和释放会拖累整个程序的性能，内存池可以优化内存管理
服务器开发：
- 数据库服务器、web服务器等需要管理大量连接和请求，这些连接涉及大量内存分配，内存池能有效提升服务器性能。
# 内存池在代码中的应用
- 对new/malloc/delete/free等动态开辟内存的系统调用进行替换
- 对STL众多容器中的空间配置器std::allocator进行替换
# 内存池的缺点
- 初始内存占用：内存池需要预先分配较大的内存区域，可能浪费一些内存。
- 复杂性：实现和调试内存池代码比直接使用 malloc / new 更复杂。
- 不适合大型对象：对于大对象的分配可能并不划算。
# 内存池项目精讲
项目代码开源在Github上：https://github.com/youngyangyang04/memory-pool
欢迎star、fork
该项目的专栏是知识星球录友专享的。
项目专栏依然是将 「简历写法」给大家列出来了，大家学完就可以参考这个来写简历：
做完该项目，面试中大概率会有哪些面试问题，以及如何回答，也列出好了：
专栏中的项目面试题都掌握的话，这个项目在面试中基本没问题。
当然项目专栏会对本项目代码做详细的讲解：
分三个版本去讲解：
每个版本给大家换架构图：
同时还会对项目做测试：
# 获取本项目专栏
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