Apache内存池（apr_pool_t）

APR Pool

大多数libapr的API都依赖于内存池，借助内存池，简化了内存块的管理。想像一下没有内存池系统的情况：你申请一些内存块就必需逐个释放它们，例如如果你申请了10个内存块，你必需释放10次，否则，你将遭受内存泄露的错误。内存池解决了这个令人感到繁琐的问题，在申请一个内存池之后，你可以从内存池中申请多个内存块，释放它们的时候，你所需要做的就是销毁内存池，这样你就可以释放所有的内存块了。这有两个优点，第一，它可以预防内存泄露的错误；第二，分配内存块的开销相对变低了。从某种意义上说，内存池迫使你遵循面向会话编程，一个内存池就是一种会话内容，这样，处于同一个内存池中的对象就有相同的生命周期，你可以通过控制会话内容来控制对象。在一个会话的开始，你创建了一个内存池，接着，你在内存池中创建了一些对象，你不需要去关心这些对象的生命周期，最后，在会话结束的时候，你只需要将那个内存池销毁就可以了。

注：通常，对象生命周期控制是程序开发最困难的部分，因此，针对这个问题还存在有一些技术，例如智能指针，垃圾回收机制等等。需要注意，同时使用这些技术有一定的难度，内存池也是这其中的一项技术，所以你不得不非常小心的使用它们。

注：在将来，libapr的内存池将变得不再那么重要。参见http://mail-archives.apache.org/mod_mbox/apr -dev/200502.mbox/[e-mail]%3e。

下面有三个基本的API函数:

/* 摘自 apr_pools.h */
APR_DECLARE(apr_status_t) apr_pool_create(
    apr_pool_t **newpool, apr_pool_t *parent);
APR_DECLARE(void *) apr_palloc(apr_pool_t *p, apr_size_t size);
APR_DECLARE(void) apr_pool_destroy(apr_pool_t *p);

我们使用apr_pool_create()函数创建一个内存池，这个内存池将一直存活，直到你调用apr_pool_destroy()函数以后被销毁。apr_pool_create()的第一个参数是一个结果输出参数，是一个新创建的apr_pool_t类型的内存池对象。通过调用 apr_palloc()来申请指定大小的内存块，具体使用方法见mp-sample.c。

/* 摘自 mp-sample.c */
    apr_pool_t *mp;
    /* 创建内存池 */
    apr_pool_create(&mp, NULL);
 
    /* 从内存池中分配内存块 */
    char *buf1;
    buf1 = apr_palloc(mp, MEM_ALLOC_SIZE);

简单地说，我们可以像使用malloc(3)这样使用apr_palloc()，也可以调用apr_pcalloc()，正如你猜到的， apr_pcalloc类似于calloc(3)，apr_pcalloc返回一个被0填充了的内存块。假如你使用了malloc(3)/calloc (3)，你需要调用free(3)来释放分配了的内存。但是在内存池中，你必不需要释放每个内存块，你只需要对该内存池调用 apr_poll_destroy()函数从而释放所有的内存块。

注：使用apr_palloc()申请内存，其内存块的大小没有限制，然而，在内存池中申请大内存并不是什么好主意。内存池本质上是为了更小的内存块而设计的，实际上，初始的内存池的大小是8000字节。如果你需要申请超过几兆字节的内存块时，那么就不要使用内存池。
注：默认情况下，内存池管理器从不将申请到的内存归还给系统。如果程序要运行很长时间，这将是一个问题，推荐像下面的代码那样指定一个上限：

/* 设置上限，让内存池管理器释放内存，将内存返回给系统的示例代码 */

#define YOUR_POOL_MAX_FREE_SIZE 32      /* apr_pool max free list size */
apr_pool_t *mp;
apr_pool_create(&mp, NULL);
apr_allocator_t* pa = apr_pool_allocator_get(mp);
if (pa) {
    apr_allocator_max_free_set(pa, YOUR_POOL_MAX_FREE_SIZE);
}

这儿有两个API函数需要知道，一个是apr_pool_clear()，另一个是apr_pool_cleanup_register()，apr_pool_clear()类似于apr_pool_destroy()，不同的是内存池将一直存在。示例代码如下：

/* 使用apr_pool_clear()的例子 */
apr_pool_t *mp;
apr_pool_create(&mp, NULL);
for (i = 0; i < n; ++i) {
    do_operation(..., mp);
    apr_pool_clear(mp);
}
apr_pool_destroy(mp);

do_operation()里使用了内存池，分配了一些内存块。假如在do_operation()之外不需要这些内存块了，可以调用 apr_pool_clear()函数，这样能缩小内存的使用大小。如果你熟悉系统的栈内存的话，你会觉得内存池与栈内存一样，调用apr_palloc 只是如同移动SP（栈指针），调用apr_pool_clear()如同重置SP，两者都是轻量级的操作。

使用apr_pool_cleanup_register()函数，可以在内存池清空/销毁上设定一个钩子（回调）函数，在内存池清空或是销毁后调用这个函数，在这个回调函数中，你可以实现任何在内存池上的结束代码。

关于内存池的最后一个主题是子池，每个内存池都可以有一个父内存池，因此，内存池构造了树。apr_pool_create()的第二个参数表示父内存池，当这个参数为NULL时，新创建的内存池将变为一个根内存池，可以在这个根内存池上创建子内存池。在这个树中对一个内存池调用 apr_pool_destroy()函数，则该内存池的子内存池也将被销毁；当对该内存池调用apr_pool_clear()函数，则这个内存池存在但是它的子内存池将被销毁，上面提及到的那些清除函数，在子内存池销毁时被调用。

注：当将NULL值做为清除回调函数时将会产生一个bug，你必须像下面的代码那样传入apr_pool_cleanup_null：

/* 关于内存池典型bug的伪代码 */
/* apr_pool_cleanup_register(
    mp, ANY_CONTEXT_OF_YOUR_CODE, ANY_CALLBACK_OF_YOUR_CODE, NULL);
    这将产生一个bug */
 
/* 修正： */
apr_pool_cleanup_register(
    mp, ANY_CONTEXT_OF_YOUR_CODE,
    ANY_CALLBACK_OF_YOUR_CODE,
    apr_pool_cleanup_null);

出处

这个指南主要介绍如何使用libapr（apache portable runtime）。
版权所有，Copyright (C) 2005 INOUE Seiichiro <inoue&ariel-networks.com>，翻译：成彦
原文地址：http://dev.ariel-networks.com/apr/apr-tutorial/html/apr-tutorial-3.html
译文出处：http://hi.baidu.com/yeetoo/blog/item/f6aced24a67ac1308744f98a.html
转载时请保留版权信息。

相关参考

• GC Allocators vs. APR Pools

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