内存池的目的是避免频繁的申请和释放内存。频繁申请和释放内存会导致内存碎片化，尤其是大量的小块内存的申请和释放。内存池的基本思路是预先分配堆内存，然后接管内存的分配和释放，业务层不断申请和释放内存并不会从系统中频繁分配和释放。

思路一

使用链表组织malloc申请的内存。每个节点保存一个next指针和内存指针，如图:
每次malloc就加入节点，每次释放只是给节点一个标志表示释放。节点结构体如下:

struct memnode {
    void *addr;
    int size;
    int flag; // 1 used, 0 free
    struct memnode *next;
}
1
2
3
4
5
6

每次分配内存先去内存池中查找flag == 0并且有内存块的节点返回而不去系统中去申请。
以上思路是内存池的最基本的实现思路。但是这个思路存在一个问题:

• 需要的内存不合适则再申请内存，会造成内存越分越小。
  解决方法:
  节点大小固定方案来解决上面越分越小的问题。但是会造成内存浪费。然后采用分配不同阶梯大小的单元，比如以16个字节为单位: 16, 32, 64, 128, 256, 512， 1024， 2048这种梯度来分配节点大小。比如分配14个字节，这分配16个字节，依次找第一个比需要分配大小的阶梯。这种方案你能解决内存越分越小且避免一定的浪费。如果分配的大小大于最大阶梯的，则直接使用系统申请和释放。此种就引出了大块和小块的内存概念，大块的内存很好处理，不会造成内存碎片化，一般需要处理的是小内存。

思路二

先建立一个哈希表，保存每个阶梯大小。每次分配内存，先查找哈希表及下的内存链表是否有空闲内存，没有这重新分配并加到链表下。释放的时候根据地址去遍历链表找到具体的节点。思路如下图:
内存之间不连续问题需要根据使用场景来判断，比如内存池是使用在一个连接生命周期内，内存池本身都是有生命周期的情况就不需要做小块内存合并处理。当使用全局内存池就需要处理这种问题。
小块内存不连续: 可以预先分配大块内存，然后每次分配都从4K中获取一部分，比如4K，如果4K中所有都不用，则回收。
对于全局内存池，需要回收小块内存，则是一个很麻烦的事情，这种情况下建议使用开源成熟的框架。
开源的有jemalloc/tcmalloc
内存池: 要用，不要自己造，原理一定要懂。

实现参考代码: https://download.csdn.net/download/beichen_yx/86245885