哈喽，各位好！ 今天咱们来聊聊C++里两员大将：jemalloc和tcmalloc，它们都是高性能内存分配器，江湖人称“malloc终结者”。这俩家伙可不是盖的，能显著提升程序的性能，尤其是在多线程环境下。咱们深入源代码，揭秘它们的内部运作机制，看看它们是如何做到如此高效的。 一、内存分配的痛点：标准malloc的不足 在了解jemalloc和tcmalloc之前，先简单回顾一下标准malloc。标准malloc虽然历史悠久，应用广泛，但存在一些固有的问题： 锁竞争： 多线程环境下，多个线程同时调用malloc和free，会产生激烈的锁竞争，导致性能瓶颈。想象一下，只有一个洗手间，一大堆人排队，那效率可想而知。 内存碎片： 频繁地分配和释放不同大小的内存块，容易产生内存碎片，降低内存利用率。就像家里乱扔东西，空间越来越小。 缺乏精细控制： 标准malloc提供的控制选项较少，难以针对特定应用场景进行优化。 二、jemalloc：碎片整理大师 jemalloc（"je"代表Jason Evans，作者的名字）以其出色的碎片整理能力和多线程支持而闻名。它的核心思想是：分 …
C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：运行时多态内存分配器的设计与应用
哈喽，各位好！欢迎来到今天的C++“内存历险记”！今天我们要聊的是一个听起来有点高大上，但其实用起来能让你的代码更灵活、更高效的家伙：std::pmr::polymorphic_allocator，也就是运行时多态内存分配器。 第一幕：内存分配的老故事 在开始“多态之旅”之前，我们先简单回顾一下传统的内存分配方式。想象一下，你是一家餐厅的老板，客人来了要点菜，你得给他们准备食材。 new/delete (malloc/free): 这就像你自己去菜市场买菜。你直接跟市场大妈说：“我要一块猪肉！”市场大妈给你一块，用完你得自己再拿回去还给人家。这种方式简单粗暴，但效率不高，而且容易出错（比如忘记还了，造成内存泄漏）。 int* arr = new int[10]; // 买10个int大小的“猪肉” // … 使用 arr … delete[] arr; // 还给市场大妈 定制分配器: 如果你觉得市场大妈太慢，你可以自己开个农场，专门给自己餐厅供菜。这就是定制分配器。你可以根据自己的需求优化内存分配策略，比如预先分配一大块内存，然后从中切分给客人。 #include <m …
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Redis `jemalloc` 内存分配器：性能与内存效率的平衡
大家好，我是今天的讲师，今天咱们聊聊 Redis 的内存分配器，特别是大名鼎鼎的 jemalloc。这玩意儿可不是个简单的角色，它在 Redis 的性能和内存效率之间玩了个漂亮的平衡木。 一、Redis 的内存分配：不只是 malloc 那么简单 首先，咱们得明白，Redis 存储的是各种各样的数据，从简单的字符串到复杂的数据结构，这些数据都得在内存里安家。内存的分配和管理，直接影响 Redis 的性能和稳定性。 最基础的内存分配当然是 C 语言自带的 malloc 和 free。但是，直接用 malloc 有几个问题： 碎片化： 频繁地分配和释放小块内存，容易产生内存碎片，导致可用内存不连续，降低内存利用率。 性能开销： malloc 通常是通用的内存分配器，为了适应各种场景，它的实现比较复杂，性能上可能不是最优。 缺乏监控： 难以监控内存的使用情况，定位内存泄漏等问题。 所以，Redis 并没有直接依赖系统的 malloc，而是可以选择不同的内存分配器，其中 jemalloc 就是一个非常受欢迎的选择。 二、jemalloc：Facebook 出品的内存分配神器 jemalloc …
C++ NUMA-Aware Allocators：针对非统一内存访问架构的分配器
好的，让我们来一场关于 C++ NUMA 感知分配器的技术讲座！准备好，我们要深入到内存分配的奇妙世界，特别是那些让多核处理器“心跳加速”的 NUMA 系统。 大家好！欢迎来到 NUMA 大冒险！ 今天，我们不讲“Hello, World!”，我们要讲“Hello, NUMA!”。如果你觉得内存分配只是 new 和 delete 的简单游戏，那你就大错特错了。尤其是在 NUMA (Non-Uniform Memory Access) 系统里，内存分配可是一门大学问。 什么是 NUMA？别怕，我们用人话解释 想象一下，你和你的小伙伴们（处理器核心）住在一个大房子里（一台服务器）。房子里有很多冰箱（内存），每个小伙伴都有自己专属的冰箱，取东西（访问内存）最快。但是，如果你要跑到别人的冰箱里拿东西，那就要走一段路，速度就会慢一些。 这就是 NUMA 的核心思想： 本地内存（Local Memory）： 每个处理器节点都有自己直接连接的内存，访问速度最快。 远程内存（Remote Memory）： 访问其他处理器节点连接的内存，速度较慢。 所以，如果你不小心把你的数据放在了别人的“冰箱”里，你 …
C++ Arena / Bump Allocator：高性能、线程安全的快速分配器
好的，让我们来聊聊C++里的Arena/Bump Allocator，这玩意儿就像内存管理界的“快餐”，速度飞快，但也有自己的小脾气。 大家好，今天我们来聊聊Arena Allocator：内存管理的“快餐店” 各位程序猿/媛们，有没有遇到过这样的情况：你的程序像个贪吃蛇一样，不停地分配内存，然后又释放，结果搞得系统内存碎片满天飞，性能直线下降？这时候，Arena Allocator，或者叫Bump Allocator，就像救星一样出现了。 什么是Arena Allocator？ 简单来说，Arena Allocator就是一块预先分配好的连续内存区域，我们称之为“Arena”。 就像一个超大的停车场，你要停车就随便往里停，只要有空位就行。 当你用完这块内存，不会像new/delete那样立刻释放掉，而是等到整个Arena不用了，才一次性释放。 这样就避免了频繁的内存分配和释放，从而减少了内存碎片，提高了性能。 为什么要用Arena Allocator？ 想象一下，你要举办一个盛大的派对，你需要很多盘子来装食物。 传统new/delete： 你每拿一个菜，就向餐具租赁公司租一个盘子，用 …
C++ `new`/`delete` 的底层实现：内存分配器的定制与hooking
好的，各位观众老爷，欢迎来到“C++内存管理那些事儿”讲座！今天咱们不谈情怀，不讲虚的，就来扒一扒C++ new/delete 的底层实现，以及怎么定制和“hook”它们。放心，咱们尽量说人话，争取让各位听得懂，用得上。 第一幕：C++内存管理的基础——new和delete 首先，我们要明确一点：C++的new和delete，可不只是简单的内存分配和释放。它们背后藏着不少玄机。 new运算符： 其实分为两步： 调用operator new()分配原始内存。 调用构造函数，初始化对象。 delete运算符： 同样分为两步： 调用析构函数，清理对象。 调用operator delete()释放内存。 看起来很简单，对吧？但关键就在于operator new()和operator delete()这两个函数。它们才是真正负责内存分配和释放的“幕后黑手”。 代码示例： #include <iostream> class MyClass { public: MyClass() { std::cout << “Constructor calledn”; } ~MyClass …
C++ 自定义内存分配器：针对特定场景的内存管理优化
好的，咱们来聊聊 C++ 里那些“身怀绝技”的内存分配器。这玩意儿听起来就挺硬核，但实际上，它就像是给你的程序配备了一个专属的管家，帮你更高效、更聪明地管理内存。 别让“new”和“delete”累趴下：内存管理那些事儿 咱们写 C++ 代码，肯定离不开 new 和 delete。它们就像一对老搭档，负责在堆上开辟和释放内存。但这对老搭档其实挺“懒”的，或者说，它们是通用的，得照顾各种场景。这就导致，在某些特定情况下，它们的效率可能没那么高。 想象一下，你是一家餐厅的老板，new 和 delete 就像是餐厅里负责点菜、上菜、收拾桌子的服务员。如果餐厅里只有他们俩，那客人不多的时候还行，一旦高峰期，他们俩就得忙得团团转，客人也得等得心急火燎。 这时候，如果你能根据餐厅的特点，安排一些更专业的服务员，比如专门负责点菜的、专门负责上菜的、专门负责收拾桌子的，那效率肯定能提高不少。 自定义内存分配器，就有点像这个意思。它是你根据程序的特定需求，量身定制的内存管理方案。 为什么要“另起炉灶”：自定义内存分配器的必要性 那么，到底在什么情况下，我们需要“另起炉灶”，自己写内存分配器呢？ 性能瓶颈 …
`jemalloc` 与 `tcmalloc`：Redis 内存分配器的选择与性能影响
好嘞，既然大家想听我唠唠嗑儿，那咱们今天就来聊聊 Redis 这位“内存大户”背后的那些“管家”们——jemalloc 和 tcmalloc，顺便扒一扒它们是如何影响 Redis 的性能的。 各位都知道，Redis 性能杠杠的，快如闪电，但再快的闪电也离不开能量的支撑。而内存，就是 Redis 这台高性能机器的能量源泉！ 内存分配器，就像是给 Redis 供应能量的“食堂大妈”，它负责把内存这块“大饼”切成一块块小块，分给 Redis 内部的各种数据结构使用。 这“大妈”手艺好不好，直接影响到 Redis 吃得饱不饱，跑得快不快。 一、内存分配器：幕后英雄登场！ 首先，咱们得搞清楚，啥是内存分配器？简单来说，它就是一个负责管理内存的库，专门处理内存的申请 (allocate) 和释放 (free) 操作。 想象一下，你开了家小饭馆，来了客人要点菜，你得去厨房拿食材吧？内存分配器就相当于你的厨房，Redis 要存储数据，就得跟它“申请食材”（内存）。用完了，再把“盘子”还回去（释放内存）。 常见的内存分配器有很多，比如： glibc malloc: 这是 Linux 系统默认的内存分配器 …