メモリプール

メモリ プール(固定サイズ ブロック割り当てとも呼ばれる) は、動的なメモリ割り当てを可能にするメモリ管理用のプールの使用です。動的なメモリ割り当ては、 mallocやC++の演算子 newなどの手法を使用して実現できます。これらは確立された信頼性の高い実装ですが、可変ブロック サイズのために断片化が発生し、パフォーマンスの観点からリアルタイム システムでの使用は推奨されません。より効率的なソリューションは、メモリ プールと呼ばれる同じサイズのメモリ ブロックをいくつか事前に割り当てることです。アプリケーションは、実行時にハンドルによって表されるブロックを割り当て、アクセスし、解放できます。

多くのリアルタイム オペレーティング システムでは、トランザクション処理機能など​​のメモリ プールが使用されます。

Web サーバーNginxなどの一部のシステムでは、メモリ プールという用語を使用して、後で一度に割り当てを解除できる可変サイズの割り当てのグループを参照します。これはリージョンとも呼ばれます。リージョンベースのメモリ管理を参照してください。

単純なメモリ プール モジュールは、たとえば、コンパイル時に、モジュールを展開するアプリケーションに最適化されたブロック サイズで 3 つのプールを割り当てることができます。アプリケーションは、次のインターフェイスを通じてメモリを割り当て、アクセスし、解放することができます。

• プールからメモリを割り当てます。関数は、必要なブロックが収まるプールを決定します。そのプールのすべてのブロックがすでに予約されている場合、関数は次の大きなプールでブロックを見つけようとします。割り当てられたメモリ ブロックは、ハンドルで表されます。
• 割り当てられたメモリへのアクセス ポインターを取得します。
• 以前に割り当てられたメモリ ブロックを解放します。
• ハンドルは、たとえば で実装できますunsigned int。モジュールは、ハンドルをプール インデックス、メモリ ブロック インデックス、およびバージョンに分割して、内部で解釈できます。プール インデックスとメモリ ブロック インデックスにより、ハンドルを使用して対応するブロックに高速にアクセスできます。一方、新しい割り当てごとに増分されるバージョンにより、メモリ ブロックがすでに解放されているハンドル (ハンドルが長期間保持されたために発生) を検出できます。

利点

• メモリ プールを使用すると、一定の実行時間でメモリを割り当てることができます。プール内の何千ものオブジェクトのメモリ解放は、mallocを使用して各オブジェクトのメモリを 1 つずつ割り当てるのではなく、1 回の操作で済みます。
• メモリ プールは階層的なツリー構造にグループ化することができ、ループや再帰などの特殊なプログラミング構造に適しています。
• 固定サイズのブロック メモリ プールでは、割り当てられたブロックのサイズなどの特性を記述する割り当てメタデータを各割り当てごとに保存する必要がありません。特に小さな割り当ての場合、これにより大幅なスペースの節約が実現します。
• メモリ不足エラーを回避しながら、リアルタイム システム上で確定的な動作を可能にします。

欠点

• メモリ プールは、それを展開するアプリケーションに合わせて調整する必要がある場合があります。

• 無料リスト
• オブジェクトプール
• スラブ割り当て

• 高速で効率的な固定サイズのメモリプール
• PGroup PJ_POOL_GROUP — PJSIP プロジェクト 2.14-dev ドキュメント
• メモリアロケータ
• メモリプールを使ったプログラミング