1.什么是内存池
1. 池化技术
2. 内存池
3. 内存池主要解决的问题
4. malloc
5. 设计一个定长内存池
VirtualAlloc
void* ptr = VirtualAlloc(0, kpage<<13, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);
各参数含义如下：
第一个参数（lpAddress）：
0
指定要分配的内存起始地址。传入0表示让系统自动选择合适的地址，这是最常用的方式。第二个参数（dwSize）：
kpage<<13
表示要分配的内存大小（字节）。kpage<<13等价于kpage * 8192（因为 2^13 = 8192），即分配大小为kpage乘以 8KB。第三个参数（flAllocationType）：
MEM_COMMIT | MEM_RESERVE
内存分配类型，这里是两个标志的组合：MEM_RESERVE：在虚拟地址空间中保留一块区域（不实际分配物理内存）MEM_COMMIT：为已保留的区域分配物理内存或页面文件（交换文件）
组合使用表示 "既保留地址空间，又提交物理内存"。
第四个参数（flProtect）：
PAGE_READWRITE
内存保护属性，表示该内存区域可读可写，但不可执行（Windows 会启用 DEP 保护）。
ObjectPool.h
6. 高并发内存池整体框架设计
1. 性能问题。
2. 多线程环境下，锁竞争问题。
Common.h
7. 高并发内存池 -- thread cache
thread cache是哈希桶结构，每个桶是⼀个按桶位置映射⼤⼩的内存块对象的⾃由链表。每个线程都会有⼀个thread cache对象，这样每个线程在这⾥获取对象和释放对象时是⽆锁的。
申请内存：
1. 当内存申请size<=256KB，先获取到线程本地存储的thread cache对象，计算size映射的哈希桶⾃由链表下标i。
2. 如果⾃由链表_freeLists[i]中有对象，则直接Pop⼀个内存对象返回。
ThreadCache.h
ThreadCache.cpp
_RoundUp函数，高效的向上取整算法，用位运算实现
static inline size_t _RoundUp(size_t bytes, size_t alignNum)
{
return ((bytes + alignNum - 1) & ~(alignNum - 1));
}核心是利用位运算的特性快速找到 "比目标大的最小对齐数"
关键步骤拆解（以 8 字节对齐为例）
假设 alignNum=8（我们要按 8 的倍数对齐），bytes 是任意需要对齐的数字（比如 10）：
计算
alignNum - 1
8-1=7，二进制是000...0111（末尾 3 个 1，因为 8 是 2³）。
这一步的作用是得到 "对齐数的掩码"，末尾的 1 的个数等于对齐数的幂次（8=2³，所以 3 个 1）。计算
bytes + (alignNum - 1)
比如 bytes=10 时，10+7=17（二进制10001）。
这一步的作用是：如果 bytes 不是 8 的倍数，就 "凑够" 到下一个 8 的倍数的差值。
比如 10 离 16 差 6，加 7 后就超过了 16，相当于 "进位" 到了下一个区间。计算
~(alignNum - 1)
对 7 取反（二进制111...1000），这是一个 "清除末尾低 n 位" 的掩码（n 是对齐数的幂次）。
作用是：只保留高位，把末尾可能产生的余数部分清零。最后做与运算
&
17（10001） &111...1000= 16（10000），正好是 8 的倍数且大于 10 的最小数。
为什么这样能实现向上取整？
- 对齐数（如 8、16）都是 2 的幂次方（2ⁿ），它们的二进制只有一位是 1（8=1000，16=10000）。
alignNum - 1则是 "末尾 n 个 1"（7=0111，15=01111），取反后就是 "高位全 1，末尾 n 个 0"。- 加
alignNum-1确保了如果有余数，就会 "进位" 到下一个区间；再与取反后的掩码做与运算，就会把余数部分清零，只保留完整的对齐数。
再举两个例子
bytes=8（正好对齐）
8+7=15 → 15 &111...1000= 8（正确，本身就是 8 的倍数）。bytes=15（需要对齐到 16）
15+15=30（假设 alignNum=16，16-1=15） → 30 &111...11110000= 16（正确）。
简单说，这个算法的本质是：先把数字 "顶" 到下一个对齐区间，再把多余的零头 "切掉"，用位运算实现比除法 / 乘法更高效。
_Index函数：单个区间内的偏移索引计算
((bytes + (1 << align_shift) - 1) >> align_shift) - 1关键参数说明：
bytes：当前区间内需要计算索引的内存大小（已根据区间做过范围调整，比如第二个区间会用bytes-128）。align_shift：对齐粒度的 “幂次”（因为对齐数都是 2 的幂，比如 8=2³，所以align_shift=3）。
1 << align_shift等价于 “当前区间的对齐数”（比如align_shift=3时，1<<3=8）。
公式拆解（以 “8 字节对齐，align_shift=3” 为例）：
假设在第一个区间（bytes<=128，8 字节对齐），我们要计算bytes=9对应的局部索引：
- 计算
1 << align_shift：即对齐数，1<<3=8。 - 计算
bytes + (1 << align_shift) - 1：
即9 + 8 - 1 = 16。这一步和_RoundUp的逻辑类似，是对bytes做 “向上对齐到对齐数” 的预处理（9 对齐到 8 的倍数是 16）。 - 计算
>> align_shift：右移 3 位（等价于除以 8），16 >> 3 = 2。这一步得到 “对齐后的大小是对齐数的多少倍”（16 是 8 的 2 倍）。 - 最后减 1：
2 - 1 = 1。得到该bytes在当前区间内的局部偏移索引。
Index函数：全局索引拼接
Index函数的作用是将 “局部偏移索引” 转换为全局的FreeList索引（因为整个内存池有 208 个FreeList，分属不同区间）。
核心逻辑：
- 区间划分：将
MAX_BYTES（256KB）按对齐粒度分为 5 个区间（和RoundUp的对齐规则对应）。 - 局部索引计算：在每个区间内用
_Index计算局部偏移索引。 - 全局索引拼接：加上 “前面所有区间的
FreeList数量”，得到最终的全局索引。
8. 高并发内存池 -- central cache
申请内存：
CentralCache.h
CentralCache.cpp
9. 高并发内存池 -- page cache
锁的设计遵循 “成本 - 收益” 原则
| 维度 | CentralCache 的锁 |
PageCache 的锁 |
|---|---|---|
| 粒度 | 细粒度（每个 SpanList 一把锁） |
粗粒度（全局一把锁） |
| 竞争频率 | 低（不同大小内存分配并行） | 较高（但访问频率低） |
| 实现复杂度 | 较高（需管理多把锁） | 低（单锁易于维护） |
| 适用场景 | 高频访问，需最大化并发 | 低频访问，需保证操作安全性 |
PageCache.h
PageCache.cpp
10. 内存分配释放接口：
ConcurrentAlloc.h
11.映射结构
二级基数树
三级基数树
PageMap.h
12.测试代码
Benchmark.cpp
