关于LFH堆 .

这段时间项目中遇到了内存碎片的问题，在双核四G的机器上，明明进程的虚拟内存只用了500M左右，但new却会抛出bad_alloc异常，用process explorer查看进程的内存的使用情况，发现虽然virtual memory仅为500M左右，但已分配的地址空间virtual size却已将近2G了,然后又用vmmap查看进程地址空间分配情况，发现堆内存分配占用比很高，而且内存地址中，总是两个reserve中总是夹着一个commit，很显然，这是内存地址空间严重碎片的表征。内存碎片的问题惯常的解决方法是使用内存池，最简单的内存池就是预先分配好大块连续内存，然后使用时拆分成最频繁使用固定大小的小块内存。但是我们这个项目中由于用到一些比较大且较复杂的开源库，要想定位相关代码的位置，无论从时间和精力上都比较困难。所以，我决定从运行时库标准内存分配例程上着手。原本的方法是实现一个内存池，然后替换掉crt标准的内存分配例程。然而，阅读crt内存相关代码发现，malloc实际是通过windows堆api实现的，我们知道windows堆架构分为前端和后端两部分，前端的堆分为两种,一种是旁查列表实现的性能较高的LAL堆，还有一种是LFH堆。LFH堆顾名思义就是底碎片堆，而LFH对于频繁分配小内存块的情形可以有效降低内存碎片。而crt中使用的crt堆默认是LAL堆，于是抱着姑且一试的心态，我将crt堆设成了LFH堆，再次运行程序，惊喜的发现虚拟内存地址空间的利用效率接近100%,原本进程中只能保存500个会话，现今可以保存5000个会话，足以满足项目需求。下面是我写的一个简单设置LFH堆类型的代码：

BOOL SetLowFragmentHeaps()
{
 enum {
        LFHHeap = 2
    };

    DWORD   dwHeapNum    = GetProcessHeaps(0, NULL);
    HANDLE* pHeapHandles = new HANDLE[dwHeapNum];
    DWORD   dwNum        = GetProcessHeaps(dwHeapNum, pHeapHandles);

    ULONG   lHeapType    = LFHHeap;
    BOOL    bSuccess     = TRUE;
    HANDLE  hCrtHeap     = (HANDLE)_get_heap_handle();

    while ( --dwNum )
    {
        BOOL bRet = HeapSetInformation( pHeapHandles[dwNum],
                                        HeapCompatibilityInformation,
                                        &lHeapType, sizeof(lHeapType) );
        // 对于crt堆，必须设为LFH堆!
        if ( !bRet && hCrtHeap == pHeapHandles[dwNum] )
        {
            bSuccess = FALSE;
            break;
        }
    }

    delete[] pHeapHandles;
    return bSuccess;
}

BOOL SetLowFragmentHeaps()
{
 enum {
        LFHHeap = 2
    };

    DWORD   dwHeapNum    = GetProcessHeaps(0, NULL);
    HANDLE* pHeapHandles = new HANDLE[dwHeapNum];
    DWORD   dwNum        = GetProcessHeaps(dwHeapNum, pHeapHandles);

    ULONG   lHeapType    = LFHHeap;
    BOOL    bSuccess     = TRUE;
    HANDLE  hCrtHeap     = (HANDLE)_get_heap_handle();

    while ( --dwNum )
    {   
        BOOL bRet = HeapSetInformation( pHeapHandles[dwNum], 
                                        HeapCompatibilityInformation,
                                        &lHeapType, sizeof(lHeapType) );
        // 对于crt堆，必须设为LFH堆!
        if ( !bRet && hCrtHeap == pHeapHandles[dwNum] )
        {
            bSuccess = FALSE;
            break;
        }
    }

    delete[] pHeapHandles;
    return bSuccess;
}

最后谈一下对自定义内存池的看法，很多人（包括之前的我）都一直认为要想实现高效的内存分配，就得自己实现一个内存池，潜意识里觉得系统预提供的设施不足以满足我们的性能需求，但是就我遇到的所有情形而言，系统的提供设施(无论是锁还是内存池或是其他）往往要优于自己的所谓的高效实现，经过百般调优的系统设施在绝大多数情形下足以满足我们的需求，所以当有系统为我们提供好高效健壮的实现，又何必要自己重新发明轮子呢？