这篇文章主要介绍了如何实现C++对象池自动回收技术,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
对象池可以显著提高性能,如果一个对象的创建非常耗时或非常昂贵,频繁去创建的话会非常低效。对象池通过对象复用的方式来避免重复创建对象,它会事先创建一定数量的对象放到池中,当用户需要创建对象的时候,直接从对象池中获取即可,用完对象之后再放回到对象池中,以便复用。这种方式避免了重复创建耗时或耗资源的大对象,大幅提高了程序性能。本文将探讨对象池的技术特性以及源码实现。
对象池类图
ObjectPool:管理对象实例的pool。
Client:使用者。
适用性:
类的实例可重用。
类的实例化过程开销较大。
类的实例化的频率较高。
效果:
节省了创建类实例的开销。
节省了创建类实例的时间。
存储空间随着对象的增多而增大。
问题
目前纵观主流语言的实现方式无外乎3个步骤:
初始创建一定数量的对象池(也允许从外面添加对象)。
从对象池中取对象来使用。
用完之后返回对象池。
一般情况下这样是OK的,可能存在的问题是在第三步,有两个问题:
不方便,每次都需要显式回收对象。
忘记将对象放回对象池,造成资源浪费。
改进动机
解决显式回收的问题,实现自动回收,省心省力。改进之后的对象池无须提供release方法,对象会自动回收,改进之后的类图如下。
技术内幕
借助c++11智能指针,因为智能指针可以自定义删除器,在智能指针释放的时候会调用删除器,在删除器中我们将用完的对象重新放回对象池。思路比较简单,但实现的时候需要考虑两个问题:
什么时候定义删除器?以及用shared_ptr还是unique_ptr?下面我们一起来看一下:
1. 什么时候定义删除器
自定义删除器只做一件事,就是将对象重新放入对象池。如果对象池初始化的时候就自定义删除器的话,删除器中的逻辑是将对象放回对象池,放回的时候无法再定义一个这样的删除器,所以这种做法行不通。需要注意,回收的对象只能是默认删除器的。除了前述原因之外,另外一个原因是对象池释放的时候需要释放所有的智能指针,释放的时候如果存在自定义删除器将会导致对象无法删除。只有在get的时候定义删除器才行,但是初始创建或加入的智能指针是默认删除器,所以我们需要把智能指针的默认删除器改为自定义删除器。
2 .用shared_ptr还是unique_ptr
因为我们需要把智能指针的默认删除器改为自定义删除器,用shared_ptr会很不方便,因为你无法直接将shared_ptr的删除器修改为自定义删除器,虽然你可以通过重新创建一个新对象,把原对象拷贝过来的做法来实现,但是这样做效率比较低。而unique_ptr由于是独占语义,提供了一种简便的方法方法可以实现修改删除器,所以用unique_ptr是最适合的。
2.实现源码
#pragma once #include <memory> #include <vector> #include <functional> template <class T> class SimpleObjectPool { public: using DeleterType = std::function<void(T*)>; void add(std::unique_ptr<T> t) { pool_.push_back(std::move(t)); } std::unique_ptr<T, DeleterType> get() { if (pool_.empty()) { throw std::logic_error("no more object"); } //every time add custom deleter for default unique_ptr std::unique_ptr<T, DeleterType> ptr(pool_.back().release(), [this](T* t) { pool_.push_back(std::unique_ptr<T>(t)); }); pool_.pop_back(); return std::move(ptr); } bool empty() const { return pool_.empty(); } size_t size() const { return pool_.size(); } private: std::vector<std::unique_ptr<T>> pool_; }; //test code void test_object_pool() { SimpleObjectPool<A> p; p.add(std::unique_ptr<A>(new A())); p.add(std::unique_ptr<A>(new A())); { auto t = p.get(); p.get(); } { p.get(); p.get(); } std::cout << p.size() << std::endl; }
如果你坚持用shared_ptr
,那么回收的时候你需要这样写:
std::shared_ptr<T> get() { if (pool_.empty()) { throw std::logic_error("no more object"); } std::shared_ptr<T> ptr = pool_.back(); auto p = std::shared_ptr<T>(new T(std::move(*ptr.get())), [this](T* t) { pool_.push_back(std::shared_ptr<T>(t)); }); //std::unique_ptr<T, DeleterType> ptr(pool_.back().release(), [this](T* t) //{ // pool_.push_back(std::unique_ptr<T>(t)); //}); pool_.pop_back(); return p; }
这种方式需要每次都创建一个新对象,并且拷贝原来的对象,是一种比较低效的做法。代码仅仅是为了展示如何实现自动回收对象,没有考虑线程安全、对象池扩容策略等细节
感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享的“如何实现C++对象池自动回收技术”这篇文章对大家有帮助,同时也希望大家多多支持亿速云,关注亿速云行业资讯频道,更多相关知识等着你来学习!
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