内存池基础概念

内存池（Memory Pool）一种预分配一大块内存，然后在需要时从中“切片”分配小块内存并在释放时不立即归还给操作系统，而是保留在池中供后续复用的技术。

适用场景—需求

1. 高频小分配
2. 多线程高并发

内存池特点

1. 空间换时间：牺性一点内存，换取更快的分配/释放速度。
2. 避免碎片化：固定大小对象的内存池可完全避免外部碎片。
3. 绕过系统调用：减少malloc/free（c）new/delete（c++）的依赖

为什么new、malloc的性能开销大？new的底层调用也是malloc，本质上还是malloc的问题

1. 系统调用（用户态与内核态切换）

• malloc 底层通过 brk 或 mmap 系统调用向操作系统申请堆内存。
• 维护内存对齐
• 管理free list（空闲链表）

2. 线程安全带来的锁的竞争与等待
3. 内存碎片
4. 缓存（cache）不友好
   malloc申请的内存在堆的不同区域上，会导致cache命中率低；
   内存池存储的位置连续，cache命中高

开源 - mimalloc

特性

1. 局部性优先(CacheFriendly)
   mimalloc的每个“页面”（Page，即一个大小固定的内存块池）在物理上是一段连续的内存。当你连续分配多个小对象时，它们会尽可能地分布在同一个或相邻的几个页面上。这意味着，当你遍历这些对象时，CPU可以预取后续的数据，极大提高缓存命中率，避免昂贵的RAM访问。
2. Thread-local设计，减少锁竞争
   mimalloc为每个线程维护一个本地的空闲列表（即线程局部存储，Thread-Local Storage）。当一个线程需要分配内存时，它首先尝试从这个本地列表中获取。这个操作完全不需要加锁，因为其他线程无法访问这个列表。（局部可见）
3. 分层架构：FastPath/SlowPath
   FastPath（快速路径）
   SlowPath（慢速路径）
4. 延迟+批量，摊薄昂贵操作
   当一个线程的本地列表为空并进入SlowPath时，它不会只申请一个内存块，而是会一次从全局堆申请一批，填入自己的本地列表。