C++ 有没有更快的C++；堆分配/释放机制是否比boost:：object\u pool可用？

本周我发现了boost:：object_pool，并惊讶地发现它比普通的new&delete快20-30%

为测试我编写了一个小型的C++应用程序，它使用Booo:：计时来处理不同堆的分配器/DealLoopter（SyrdY-PTR）。函数本身使用“new”和“delete”进行一个简单的6000万次迭代循环。在代码下面：

#include <iostream>

#include <memory>
using std::shared_ptr;

#include <boost/smart_ptr.hpp>
#include <boost/chrono.hpp>
#include <boost/chrono/chrono_io.hpp>
#include <boost/pool/object_pool.hpp>

#include <SSVUtils/SSVUtils.h>

#include "TestClass.h"

const long lTestRecursion = 60000000L;

void WithSmartPtrs()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
    {
        boost::shared_ptr<TestClass> spTC = boost::make_shared<TestClass>("Test input data!");  
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}

void WithSTDSmartPtrs()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
    {
        std::shared_ptr<TestClass> spTC = std::make_shared<TestClass>("Test input data!");  
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}

template<typename T> struct Deleter {
    void operator()(T *p)
    {
        delete p;
    }
};


void WithSmartPtrsUnique()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
    {
        boost::unique_ptr<TestClass, Deleter<TestClass> > spTC = boost::unique_ptr<TestClass, Deleter<TestClass> >(new TestClass("Test input data!"));  
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}

void WithSmartPtrsNoMakeShared()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
    {
        boost::shared_ptr<TestClass> spTC = boost::shared_ptr<TestClass>( new TestClass("Test input data!"));   
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}


void WithoutSmartPtrs()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
    {
        TestClass* pTC = new TestClass("Test input data!"); 
        delete pTC;
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}

void WithObjectPool()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    {
        boost::object_pool<TestClass> pool;
        for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
        {
            TestClass* pTC = pool.construct("Test input data!");    
            pool.destroy(pTC);
        }
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}


void WithObjectPoolNoDestroy()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    //{
        boost::object_pool<TestClass> pool;
        for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
        {
            TestClass* pTC = pool.construct("Test input data!");    
            //pool.destroy(pTC);
        }
    //}

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}



void WithSSVUtilsPreAllocDyn()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    {
        ssvu::PreAlloc::PreAllocDyn preAllocatorDyn(1024*1024);
        for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
        {
            TestClass* pTC = preAllocatorDyn.create<TestClass>("Test input data!"); 
            preAllocatorDyn.destroy(pTC);
        }
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}



void WithSSVUtilsPreAllocStatic()
{
    boost::chrono::system_clock::time_point startTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "Start time: " << startTime << std::endl;

    {
        ssvu::PreAlloc::PreAllocStatic<TestClass> preAllocatorStat(10);
        for (long i=0; i < lTestRecursion; ++i)
        {
            TestClass* pTC = preAllocatorStat.create<TestClass>("Test input data!");    
            preAllocatorStat.destroy(pTC);
        }
    }

    boost::chrono::system_clock::time_point endTime = boost::chrono::system_clock::now();
    std::cout << "End time: " << endTime << std::endl;

    boost::chrono::duration<double> d = endTime - startTime;
    std::cout << "Duration: " << d << std::endl;
}


int main()
{
    std::cout << " With OUT smartptrs (new and delete): " << std::endl;
    WithoutSmartPtrs();


    std::cout << std::endl << " With smartptrs (boost::shared_ptr withOUT make_shared): " << std::endl;
    WithSmartPtrsNoMakeShared();

    std::cout << std::endl << " With smartptrs (boost::shared_ptr with make_shared): " << std::endl;
    WithSmartPtrs();

    std::cout << std::endl << " With STD smart_ptr (std::shared_ptr with make_shared): " << std::endl;
    WithSTDSmartPtrs();


    std::cout << std::endl << " With Object Pool (boost::object_pool<>): " << std::endl;
    WithObjectPool();

    std::cout << std::endl << " With Object Pool (boost::object_pool<>) but without destroy called!: " << std::endl;
    WithObjectPoolNoDestroy();


    std::cout << std::endl << " With SSVUtils PreAllocDyn(1024*1024)!: " << std::endl;
    WithSSVUtilsPreAllocDyn();


    std::cout << std::endl << " With SSVUtils PreAllocStatic(10)!: " << std::endl;
    WithSSVUtilsPreAllocStatic();


    return 0;
}

结果包括我的MacBook Pro上的SSVUtils PreAllocDyn： 汇编时使用：

  g++-mp-4.8 -I$BOOSTHOME/include -I$SSVUTILSHOME/include  -std=c++11 -O2 -L$BOOSTHOME/lib -lboost_system -lboost_chrono  -o smartptrtest smartptr.cpp

 With OUT smartptrs (new and delete): 
Start time: 1381596718412786000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596731642044000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 13.2293 seconds

 With smartptrs (boost::shared_ptr withOUT make_shared): 
Start time: 1381596731642108000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596753651561000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 22.0095 seconds

 With smartptrs (boost::shared_ptr with make_shared): 
Start time: 1381596753651611000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596768909452000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 15.2578 seconds

 With STD smart_ptr (std::shared_ptr with make_shared): 
Start time: 1381596768909496000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596785500599000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 16.5911 seconds

 With Object Pool (boost::object_pool<>): 
Start time: 1381596785500638000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596793484515000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 7.98388 seconds

 With Object Pool (boost::object_pool<>) but without destroy called!: 
Start time: 1381596793484551000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596805774318000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 12.2898 seconds

 With SSVUtils PreAllocDyn(1024*1024)!: 
Start time: 1381596815742696000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596824173405000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 8.43071 seconds

 With SSVUtils PreAllocStatic(10)!: 
Start time: 1381596824173448000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596832034965000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 7.86152 seconds

g++-mp-4.8-I$BOOSTHOME/include-I$SSVUTILSHOME/include-std=c++11-O2-L$BOOSTHOME/lib-lboost\u系统-lboost\u计时-o smartptrtest smartptr.cpp
不带SmartPTR（新建和删除）：
开始时间：自1970年1月1日起1381596718412786000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596731642044000纳秒
持续时间：13.2293秒
使用SmartPTR（boost:：shared_ptr而不使用make_shared）：
开始时间：自1970年1月1日起1381596731642108000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596753651561000纳秒
持续时间：22.0095秒
使用smartptrs（boost:：shared_ptr和make_shared）：
开始时间：自1970年1月1日起1381596753651611000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596768909452000纳秒
持续时间：15.2578秒
使用STD smart_ptr（STD:：共享_ptr和make_shared）：
开始时间：自1970年1月1日起1381596768909496000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596785500599000纳秒
持续时间：16.5911秒
使用对象池（boost：：对象池）：
开始时间：自1970年1月1日起1381596785500638000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596793484515000纳秒
持续时间：7.98388秒
使用对象池（boost:：Object\u Pool），但不调用destroy！：
开始时间：自1970年1月1日起1381596793484551000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596805774310000纳秒
持续时间：12.2898秒
带SSVUtils预分配码（1024*1024）！：
开始时间：自1970年1月1日起138159681574269600纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596824173405000纳秒
持续时间：8.43071秒
带SSVUtils PreAllocStatic（10）！：
开始时间：自1970年1月1日起1381596824173448000纳秒
结束时间：自1970年1月1日起1381596832034965000纳秒
持续时间：7.86152秒

我的问题: 除了shared_ptr/unique_ptr/boost:：object_pool之外，是否还有更多堆/分配机制可用于大型对象集的快速堆分配/解除分配

注意：我在其他机器和操作系统上也有更多的结果

编辑1：添加SSVUtils预分配结果 编辑4：添加了我的编译器命令行选项，并使用SSVUtils PreAllocStatic（10）重新测试

---

谢谢

当我需要一个快速的新/删除机制时，我自己写的。我不得不妥协于“通用动态分配内存”的要求。这种改进使我能够准确地编写所需的代码。 简而言之-

• 在数组中不需要
• 预分配是必须的（但与任何堆一样）

这个想法很简单-

• 预先分配所需对象大小的向量 分配/解除分配。e、 g.

  MyType preMyType[1000]

• 将预分配对象的地址推送到堆栈中
• 关于新地址
• 删除时-将返回的地址推回堆栈

我把所有东西都打包在一个好的、简单易用的框架中，对用户的要求很低。 它最终从某个类派生并声明初始大小。

---

如果您愿意，我可以详细说明，包括代码示例。

我曾经有一个古怪的想法，用整数替换可用插槽数组。在这里查看：

---

我已经创建了一些未记录的池。您可能正在寻找

PreAllocStatic

，如果您可以避免单个项目的销毁，它可能会变得更快。竞技场分配的一种常见模式是：分配竞技场，在竞技场内分配个人，取消分配竞技场。但是，形式上不调用对象的析构函数是未定义的行为。如果您将new/delete与boosts池分配器进行比较，您是否检查了它们是否是线程安全的？new/delete必须是线程安全的，但是分配器没有，boost文档也没有说明。线程安全增加了开销。@VittorioRomeo感谢您的SSVUtils引用，我在上面的结果中添加了它。@John5342感谢您的提醒。目前线程安全还不是问题。但是，如果我们进行并行处理，它在将来可能会成为一个问题。p.s使其运行速度比常规的new/delete快2-4倍。基准也是一个问题……如果分配了异构对象，您是否处理对齐？这不是很乏味吗？@C.R同一堆栈中没有异构对象。每个类都有自己的运算符new（）和运算符delete（）。每种类型我都有一个堆栈。

  g++-mp-4.8 -I$BOOSTHOME/include -I$SSVUTILSHOME/include  -std=c++11 -O2 -L$BOOSTHOME/lib -lboost_system -lboost_chrono  -o smartptrtest smartptr.cpp

 With OUT smartptrs (new and delete): 
Start time: 1381596718412786000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596731642044000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 13.2293 seconds

 With smartptrs (boost::shared_ptr withOUT make_shared): 
Start time: 1381596731642108000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596753651561000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 22.0095 seconds

 With smartptrs (boost::shared_ptr with make_shared): 
Start time: 1381596753651611000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596768909452000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 15.2578 seconds

 With STD smart_ptr (std::shared_ptr with make_shared): 
Start time: 1381596768909496000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596785500599000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 16.5911 seconds

 With Object Pool (boost::object_pool<>): 
Start time: 1381596785500638000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596793484515000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 7.98388 seconds

 With Object Pool (boost::object_pool<>) but without destroy called!: 
Start time: 1381596793484551000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596805774318000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 12.2898 seconds

 With SSVUtils PreAllocDyn(1024*1024)!: 
Start time: 1381596815742696000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596824173405000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 8.43071 seconds

 With SSVUtils PreAllocStatic(10)!: 
Start time: 1381596824173448000 nanoseconds since Jan 1, 1970
End time: 1381596832034965000 nanoseconds since Jan 1, 1970
Duration: 7.86152 seconds