Linux 学习笔记—内存池、线程池、进程池概念及实现

7 内存池、线程池、进程池及实现

池
由于服务器的硬件资源“充裕”，那么提高服务器性能的一个很直接的方法就是以空间换时间，即**“浪费”服务器的硬件资源，以换取其运行效率**。这就是池的概念。

池是一组资源的集合，这组资源在服务器启动之初就被创建并初始化，这称为静态资源分配。

当服务器进入正式运行阶段，即开始处理客户请求的时候，如果它需要相关的资源，就可以直接从池中获取，无需动态分配。很显然，直接从池中取得所需资源比动态分配资源的速度要快得多，因为分配系统资源的系统调用都是很耗时的。

当服务器处理完一个客户连接后，可以把相关的资源放回池中，无需执行系统调用来释放资源。从最终效果来看，池相当于服务器管理系统资源的应用设施，它避免了服务器对内核的频繁访问。提高了效率。

池可以分为很多种，常见的有进程池，线程池，内存池。

7.1 内存池

内存池是一种内存分配方式。通常我们直接使用new、malloc等系统调用申请分配内存，这样做的缺点在于：由于所申请内存块的大小不定，当频繁使用时会造成大量的内存碎片并进而降低性能。内存池则是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是，使得内存分配效率得到提升。

为了避免由于频繁的malloc/free产生内存碎片，通常会在程序中实现自己的内存管理模块，即内存池。内存池的原理：程序启动时为内存池申请一块较大的内存，在程序中使用内存时，都由内存池进行分配，不再使用的内存交给内存池回收，用于再次分配。内存池一般会有如下的接口：memory_pool_init, memory_pool_malloc, memory_pool_free 和 memory_pool_destroy。

7.2 进程池&&线程池

在面向对象程序编程中，对象的创建与析构都是一个较为复杂的过程，较费时间，所以为了提高程序的运行效率尽可能减少创建和销毁对象的次数，特别是一些很耗资源的对象创建和销毁。
所以我们可以创建一个进程池（线程池）,预先放一些进程（线程）进去,要用的时候就直接调用,用完之后再把进程归还给进程池,省下创建删除进程的时间,不过当然就需要额外的开销了。
利用线程池与进程池可以使管理进程与线程的工作交给系统管理，不需要程序员对里面的线程、进程进行管理。

线程池的应用

1、需要大量的线程来完成任务，且完成任务的时间比较短。
WEB服务器完成网页请求这样的任务，使用线程池技术是非常合适的。
因为单个任务小，而任务数量巨大，一个热门网站的点击次数会很多。
但对于长时间的任务，比如一个Telnet连接请求，线程池的优点就不明显了。因为Telnet会话时间比线程的创建时间大多了。
2、对性能要求苛刻的应用，比如要求服务器迅速响应客户请求。
3、接受突发性的大量请求，但不至于使服务器因此产生大量线程的应用。

线程池&&进程池的好处
线程池进程池减少了创建，归还的时间。提高了效率。