c语言实现内存池
概要
所谓内存池，顾名思义和线程池的设计原理是一样的，为了减少频繁申请释放内存而带来的资源消耗，减少释放内存后产生的内存碎片。
设计理念
为了方便管理内存池的设计通常是划分出一定数量的内存块，这些内存块的长度是一样的； 用户申请内存块时返回空闲的内存块地址，如果内存块使用完毕就释放该内存块，将该内存块置为空闲状态，放回到内存池，供以后使用。
内存池的设计核心几大模块：创建内存池，申请内存块，释放内存块，销毁内存池！
当然这只是常用的内存池设计，实际项目中可以根据需求设计不同的线程池：内存块的长度不一，可以提供自定义的内存块设计等兼容性更高的内存池。
本文只做内存池原理的讲解和实现最基础的内存池！更多的功能根据实际的需求进行扩展即可。
内存池的设计思路有很多，可以给予链表，数组，队列等进行设计，核心就是怎么存储内存块信息；本期是基于链表进行的内存池设计。
模块设计
内存池结构
内存块节点结构
typedef structMemoryBlock{void *data;//内存块起始地址 struct MemoryBlock *next;//下一个内存块的地址 }MemoryBlock;
内存池结构
typedef structMemoryPool{
MemoryBlock*freeList;//空闲内存块链表 MemoryBlock *usedList;//占用内存块链表 int freeCount;//空闲内存块数量 int usedCount;//占用内存块数量 int blockCount;//内存块总数量 }MemoryPool;
创建内存池
通过参数确定内存池中内存块的大小和数量，然后给每个内存块开辟空间，然后初始化空闲链表，占用链表，空闲数量，占用数量等
MemoryPool *InitMemoryPool(int blockSize, intblockCount)
{
MemoryPool*pool =NULL;
pool= (MemoryPool *)malloc(sizeof(MemoryPool));//为内存池分配空间 pool->freeList =NULL;
pool->usedList =NULL;for(int i = 0; i < blockCount; i++)
{//创建内存块节点，插入到空闲链表 MemoryBlock * block = (MemoryBlock *)malloc(sizeof(MemoryBlock));
block->data = malloc(blockSize);
block->next = pool->freeList;
pool->freeList =block;
}//初始化状态 pool->freeCount =blockCount;
pool->usedList = 0;
pool->blockCount =blockCount;returnpool;
}
申请内存块
将内存池中空闲的内存块提供给用户使用，如果没有空闲内存块返回NULL。
void *AllocateBlock(MemoryPool *pool)
{if(pool->freeList == NULL || pool->freeCount == 0)returnNULL;
MemoryBlock*node = pool->freeList;//该内存块从空闲链表删除 pool->freeList = node->next;//该内存块插入到占用链表 node->next = pool->usedList;
pool->usedList =node;//更新空闲，占用状态 pool->usedCount++;
pool->freeCount--;return node->data;
}
释放内存块
将内存块放回到内存池
void FreeBlock(MemoryPool *pool, void *data)
{
MemoryBlock*cur = pool->usedList;
MemoryBlock*pre =NULL;//寻找给内存块的节点 while(pre != NULL && cur->data !=data)
{
pre=cur;
cur= cur->next;
}if(cur ==NULL)return;//将该内存块从占用链表删除 if(pre !=NULL)
pre->next = cur->next;elsepool->usedList = cur->next;//将该内存块插入到空闲链表 cur->next = pool->freeList;
pool->freeList =cur;
pool->freeCount++;
pool->usedCount--;return;
}
销毁内存池
销毁所有的内存块及分配过的空间
void DestroyMemoryPool(MemoryPool *pool)
{
MemoryBlock*pre =NULL;//释放所有空闲内存块空间 while(pool->freeList !=NULL)
{
pre= pool->freeList;free(pool->freeList->data);
pool->freeList = pool->freeList->next;free(pre);
}//释放所有占用内存块空间 while(pool->usedList !=NULL)
{
pre= pool->usedList;free(pool->usedList->data);
pool->usedList = pool->usedList->next;free(pre);
}//释放内存池空间 free(pool);
pool->freeList =NULL;
pool->usedList =NULL;
pool->freeCount = 0;
pool->usedCount = 0;return;
}
至此一个最基础的内存池算是已经完成，在实际项目中可以在此基础上进行扩展；
main函数调用
int main(void)
{
MemoryPool*pool;
pool= InitMemoryPool(10, 5);int *str = (int *)AllocateBlock(pool);*str = 2;int *ptr = (int *)AllocateBlock(pool);*ptr = 3;
printf("free block : %d, used block : %d\n", pool->freeCount, pool->usedCount);
FreeBlock(pool, ptr);
printf("free block : %d, used block : %d\n", pool->freeCount, pool->usedCount);
DestroyMemoryPool(pool);return 0;
}