13.10.3 Функции размещения и освобождения.

• Глава 13. Проектирование библиотек
  • 13.10 Управление памятью
    • 13.10.3 Функции размещения и освобождения

Во всех приведенных примерах память рассматривалась как нечто данное. Однако, обычная функция общего назначения для распределения свободной памяти оказывается до удивления менее эффективной, чем функция размещения специального назначения. Вырожденным случаем таких функций можно считать приведенный пример с размещением в "бесконечной" памяти и с пустой функцией освобождения. В библиотеке могут быть более содержательные функции размещения, и бывает, что с их помощью удается удвоить скорость выполнения программы. Но прежде, чем пытаться с их помощью оптимизировать программу, запустите для нее профилировщик, чтобы выявить накладные расходы, связанные с выделением памяти.

В разделах $$5.5.6 и $$6.7 было показано как с помощью определения функций X::operator new() и X::operator delete() можно использовать функцию размещения для объектов класса X. Здесь есть определенная трудность. Для двух классов X и Y функции размещения могут быть настолько сходными, что желательно иметь одну такую функцию. Иными словами, желательно иметь в библиотеке такой класс, который предоставляет функции размещения и освобождения, пригодные для размещения объектов данного класса. Если такой класс есть, то функции размещения и освобождения для данного класса получаются за счет привязки к нему общих функций размещения и освобождения:

           class X {
              static Pool my_pool;
              // ...
           public:
              // ...
             void* operator new(size_t) { return my_pool.alloc(); }
             void operator delete(void* p) { my_pool.free(p); }
           };

           Pool X::my_pool(sizeof(X));

С помощью класса Pool память распределяется блоками одного размера. В приведенном примере объект my_pool отводит память блоками размером sizeof(X).

Составляется описание класса X и используется Pool с учетом оптимизации скорости программы и компактности представления. Обратите внимание, что размер выделяемых блоков памяти является для класса "встроенным", поэтому задающий размер параметр функции X::operator new() не используется. Используется вариант функции X::operator delete() без параметра. Если класс Y является производным класса X, и sizeof(Y)>sizeof(X), то для класса Y должны быть свои функции размещения и освобождения. Наследование функций класса X приведет к катастрофе. К счастью, задать такие функции для Y очень просто.

Класс Pool предоставляет связанный список элементов требуемого размера. Элементы выделяются из блока памяти фиксированного размера и по мере надобности запрашиваются новые блоки памяти. Элементы группируются большими блоками, чтобы минимизировать число обращений за памятью к функции размещения общего назначения. До тех пор пока не будет уничтожен сам объект PooL, память никогда не возвращается функции размещения общего назначения.

Приведем описание класса Pool:

           class Pool {

             struct Link { Link* next; }

             const unsigned esize;
             Link* head;

             Pool(Pool&);            // защита от копирования
             void operator= (Pool&); // защита от копирования
             void grow();
           public:
             Pool(unsigned n);
             ~Pool();

             void* alloc();
             void free(void* b);
           };

           inline void* Pool::alloc()
           {
             if (head==0) grow();
             Link* p = head;
             head = p->next;
             return p;
           }

           inline void Pool::free(void* b)
           {
             Link* p = (Link*) b;
             p->next = head;
             head = p;
           }

Приведенные описания логично поместить в заголовочный файл Pool.h. Следующие определения могут находиться в любом месте программе и завершают наш пример. Объект Pool должен инициализироваться конструктором:

           Pool::Pool(unsigned sz)
             : esize(sz)
           {
             head = 0;
           }

Функция Pool::grow() будет связывать все элементы в список квантов свободной памяти head, образуя из них новый блок. Определения остальных функций-членов оставлены в качестве упражнений 5 и 6 в $$13.11.

           void Pool::grow()
           {
             const int overhead = 12;
             const int chunk_size = 8*1024-overhead;
             const int nelem = (chunk_size-esize)/esize;

             char* start = new char[chunk_size];
             char* last = &start[(nelem-1)*esize];

             for (char* p = start; p<last; p+=esize)
                 ((Link*)p)->next = ((Link*)p)+1;
             ((Link*)last)->next = 0;
             head = (Link*)start;
           }

Программирование, блок схема, программа, информатика, алгоритм, управление, система управления, разделяй властвуй, языки программирования, линейное программирование, сложность, книги программирование, организация, развитие, проектирование, самосовершенствование, развитие систем, программирование скачать, программирование c, задачи программирование, динамическое программирование, ориентированное программирование, методы программирования, объектно программирование, примеры программирования, задача линейного программирования, основы программирования, объектно ориентированное программирование, программирование учебник, технология программирования, программирование си, программирование скачать книги, исходники, исходники на c, c, с, програмирование, книги по с, разработка программ, государственное управление, методы управления, управление организацией, структуры управления, управление проектами, управление рисками, теории управления, скачать управление, процесс управления, исследование управления, программа управления, схемы управления, информационное управление, управление образования, стратегическое управление, исследование систем управления, социальное управление, функции управления, технология управления, модели управления, блок управления, организационное управление, менеджмент управления, психология управления, управление ресурсами, управление производством, принципы управления, корпоративное управление, управление работами, дистанционное управление, эффективность управления, управление компьютером, пульты управления, проблемы управления, области управления, основы управления, управление конфликтами, обеспечение управления, управление деятельностью, анализ управления, автоматизированное управление, стили управления, организационные структуры управления, автоматическое управление, современное управление, подходы управления, управление службами, стратегии управления, социология управления, управление развитием, объект управления, информационные технологии управления, автоматизированные системы управления, совершенствование управления, управление средствами, управление потоками, оперативное управление, механизм управления, управление удаленным, примеры управления, управление через, понятие управление, особенности управления, задачи управления, сфера управления, управление культуры, право управления, управление собственностью, управление книги, концепция управления, управление трудом, панель управления, опыт управления, информационные системы управления, формы управления, роль управления, политика управления, контроль управления, организация, управление организацией, организация труда, организация производства, теория организации, организация система, организация учета, структура организации, формы организации, анализ организации, принципы организации, организация процессов, развитие организации, пример организации , среда организации, организация контроля, метод организации, внутренняя организация, стратегии организации, понятие организация, уровни организации, основы организации, функции организации, современная организация, организация проекта, развитие, перспективы развития, этапы развития, программа развития, тенденции развития, развитие систем, стратегия развития, проблемы развития, концепция развития, развитие личности, дети развитие, современное развитие, развитие ребенка, план развития, теория развития, психология развития, особенности развития, развитие техники, развитие человека, развитие образования, устойчивое развитие, развитие памяти, фактор развития, развитие способностей, управление развитием, развитие связи, развитие технологии, развитие мышления, направления развития, пути развития, модели развития, русское развитие, развитие жизни, основные этапы развития, развитие страны, возникновение развитие, стратегическое развитие, развитие информационного развития, скачать развитие, развитие персонала, методы развития, творческое развитие, развитие языка, развитие школьника, проектирование, проектирование систем, проектирование программа, нормы проектирования, проектирование информационных, проектирование данных, проектирование информационной системы, проектирование базы, организационное проектирование, основы проектирования, автоматизированное проектирование, проектирование скачать, организация проектирования, методы проектирования, управление проектирование, технологическое проектирование, проектирование процессов, этапы проектирования, системы автоматизированного проектирования