C 高效内存再分配问题

假设我有一个程序（例如C++），它分配多个对象，永远不会超过给定的大小（我们称之为MAX_OBJECT_size）

我在堆上也有一个区域（我称之为“页面”）（分配有malloc（region\u SIZE），其中region\u SIZE>=MAX\u OBJECT\u SIZE）。
我一直在那个页面中保留空间，直到填充的空间等于页面大小（或者至少得到>页面大小-最大对象大小）

现在，我想分配更多内存。显然，我以前的“页面”是不够的。所以我至少有两个选择：

使用realloc（页面，新大小），其中新大小>页面大小

分配一个新的“页面”（第2页）并将新对象放在那里

如果我想要一个自定义分配函数，那么：

使用第一种方法，我会看到我已经填充了多少，然后将我的新对象放在那里（并将对象的大小添加到填充的内存变量中）

使用第二种方法，我将有一个页面列表（vector？array？），然后查找当前页面，然后在所选页面上使用类似于1的方法

最终，我也需要一种释放内存的方法，但我能找到那一部分

所以我的问题是：解决这样的问题最有效的方法是什么？是选项1、选项2还是我在这里没有考虑过的其他选项？是否需要/足够小的基准来针对现实情况得出结论？

---

我知道不同的操作可能会执行不同的操作，但我正在寻找一个总体指标。

从您的问题中不清楚为什么需要提前分配一大块内存，而不是根据需要为每个对象分配内存。我假设您将其用作连续数组。否则，根据需要对每个对象的内存进行

malloc

如果它确实起到数组的作用，

malloc

-调用另一个块将为您提供另一块内存，您必须通过另一个指针访问它（在您的例子中是

page2

）。因此，它不再位于连续块上，并且不能将这两个块用作一个数组的一部分

另一方面，

realloc

，分配一个连续的内存块。您可以将其用作单个数组，并执行各种指针运算，如果存在单独的块，则不可能执行这些运算

realloc

在您确实想要缩小正在使用的块时也很有用，但这可能不是您在这里想要做的

---

因此，如果将其用作数组，

realloc

基本上是更好的选择。否则，

malloc

就没有问题了。实际上，您可能希望为您创建的每个对象使用

malloc

，而不必跟踪和微管理内存块。

您还没有给出您正在试验的平台的任何详细信息。例如，

Linux

和

Windows

之间的

realloc

有一些性能差异

根据情况，

realloc

如果不能增加当前内存块，并且将旧内存复制到新内存块，则可能必须分配一个新内存块，这是非常昂贵的。 如果您真的不需要连续的内存块，则应避免使用

realloc

我的建议是使用第二种方法，或者使用自定义分配器（您可以实现一个简单的方法）

您还可以使用更高级的内存分配器，如

---

在最坏的情况下，选项1可能会导致原始内存的“移动”，这是一项额外工作。如果内存没有移动，那么“额外”大小将被初始化，这也是另一项工作。因此，

realloc

将被malloc方法“击败”，但要说失败的程度，您应该进行测试（我认为在内存请求完成时，系统的运行方式存在偏差）

根据需要执行realloc/malloc的次数，它可能是一个有用的想法，也可能是一个无用的想法。无论如何，我都会使用malloc

自由战略取决于实施情况。要将所有页面作为一个整体释放，只需“遍历”它们就足够了；我不使用数组，而是使用链接的“页面”：将sizeof（void*）添加到“页面”大小，您可以使用额外的字节来存储指向下一页的指针

---

如果您必须释放位于其中一个页面中任意位置的单个对象，它会变得稍微复杂一些。我的想法是保留一个非顺序自由“块”/“槽”（适合容纳任何对象）的列表。当请求新的“块”时，首先从该列表中弹出一个值；如果它是空的，那么您将在最后一个正在使用的页面中获得下一个“插槽”，并最终触发一个新页面。释放一个对象，意味着只需将空插槽地址放入堆栈/列表中（无论您喜欢使用什么）。

根据我的经验，选项2更容易使用，开销最小。Realloc不保证它会增加现有内存的大小。在实践中，它几乎从来没有这样做过。如果使用它，则需要返回并重新映射所有旧对象。这需要你记住每个分配的对象在哪里。。。那可能比头顶高出一吨

但如果不确切知道您使用的指标，就很难确定“最有效”

这是我经常使用的内存管理器。它适用于整个应用程序，而不仅仅是一个对象

allocs：

对于每个分配，确定分配对象的大小

1查看该大小对象的空闲链接列表，查看是否有任何内容已被释放，如果是，请获取第一个空闲

2在查找表中查找，如果未找到

2.1分配一个由N个被分配大小的对象组成的数组

3返回所需大小的下一个自由对象

3.1如果阵列已满，请添加新页面

N个对象可以是p