写一个C++线程安全的内存池,支持多态的子类对象存储,并举例说明

时间: 2024-10-08 16:07:23 浏览: 57
编写一个C++线程安全的内存池,同时支持多态的子类对象存储,我们需要考虑以下几点: 1. 使用互斥锁(mutex)保证并发访问时的安全性。 2. 内存池管理,包括分配、释放内存。 3. 带有动态类型的内存分配,即存储不同类型的子类对象。 首先,我们定义一个基类`BaseObject`和一个`MemoryPool`类。`MemoryPool`将包含一个内部容器,用于存储对象,以及一个互斥锁: ```cpp #include <mutex> #include <vector> // 基类 class BaseObject { public: virtual ~BaseObject() = default; // 虚析构函数 }; // 子类模板示例 template <typename T, typename Derived> class DerivedObject : public BaseObject { public: DerivedObject() {} ~DerivedObject() override {} // 纯虚函数或继承父类虚析构 }; // 线程安全内存池 class MemoryPool { private: std::vector<BaseObject*> objects; mutable std::mutex mtx; public: // 添加新对象到池中 void add(BaseObject* obj) { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); objects.push_back(obj); } // 从池中删除并返回对象 template <typename Derived> Derived* take() { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); if (objects.empty()) return nullptr; auto obj = objects.back(); objects.pop_back(); static_cast<Derived*>(obj); // 动态类型转换 return dynamic_cast<Derived*>(obj); } }; ``` 这个`MemoryPool`实现了基本的线程安全操作,添加和获取对象。`take()`函数使用了模板,可以动态地创建不同类型(`Derived`)的子类对象。 **实例说明:** 假设我们有两个派生类`ClassA`和`ClassB`,它们都继承自`BaseObject`: ```cpp class ClassA : public BaseObject {}; class ClassB : public BaseObject {}; int main() { MemoryPool pool; ClassA* a = new ClassA(); // 创建一个ClassA对象 pool.add(a); // 将其添加到内存池 // 异步获取对象并处理 std::thread t([=]() { ClassB* b = pool.take<ClassB>(); // 获取一个ClassB对象 // ... delete b; // 当完成使用后释放对象 }); // 同时主线程也可以进行其他操作 while (!t.joinable()) {} return 0; } ``` 在这个例子中,主线程和子线程都可以安全地从内存池中获取和释放对象,而且根据`take()`函数中的模板参数,可以得到正确的派生类对象。
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