메모리 할당 - Allocator

본 포스팅은 인프런에 등록되어 있는 Rockiss 님의 강의를 보고 간단하게 작성한 글입니다.

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C#, Java 등은 메모리관리를 알아서 해주지만 C++은 직접 해야할 필요가 있다. (new-delete)

 

new-delete를 그대로 사용하지 않고 오버로딩 하듯이 바꿔서 사용하여 메모리를 할당(allocate)하고 해제(free)를 한다.

그 이유는

 

1. new를 할 때마다 메모리 할당을 커널에 요청하기 위해 컨텍스트 스위칭(context switching)이 빈번하게 일어날 수 있다.

-> 성능 저하 발생 가능성

2. 사이즈가 각각 다른 할당된 메모리들에서 몇몇 부분이 해제되었을 경우, 사용할 수 있는 빈공간이 생기는데 메모리 구조상 이어저 있지 않은 경우 비어 있는 메모리 공간 이상의 사이즈를 가진 메모리를 새로 할당하지 못하여 메모리 낭비가 일어날 수 있다. (메모리 단편화)

 

따라서 메모리를 크게 할당한 뒤에 유저레벨에서 나눠서 쓰는 방법 (Memory Pool)을 사용한다.

(반드시 이미지처럼 되는 것은 아니고, 어느정도 관리는 해주기 때문에 필수적으로 사용해야되는 기법은 아니다.)

 

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Allocater 생성

기본적으로 C에서 사용했던 malloc  함수와 free 함수를 이용

#pragma once

class BaseAllocator
{
public:
	static void* Alloc(int size);
	static void Release(void* ptr);
};

#include "pch.h"
#include "Allocator.h"

void* BaseAllocator::Alloc(int size)
{
	return ::malloc(size);
}

void BaseAllocator::Release(void* ptr)
{
	::free(ptr);
}

 

new, delete를 새로 작성

기존 new와 delete를 구별하기위해 xx를 앞에 붙여서 작성하였다.

생성자 호출과 소멸자 호출도 빼먹지 말자.

#pragma once
#include "Allocator.h"

using namespace std;

template<typename Type, typename... Args>
Type* xxnew(Args&&... args)
{
	Type* memory = static_cast<Type*>(BaseAllocator::Alloc(sizeof(Type)));
	new(memory)Type(forward<Args>(args)...); // placement new
	return memory;
}

template<typename Type>
void xxdelete(Type* obj)
{
	obj->~Type();
	BaseAllocator::Release(obj);
}

 

xnew와 xdelete를 편하게 사용하기 위해 매크로로 등록하자

// CoreMacro.h

#ifdef _DEBUG
#define xxalloc(size)		BaseAllocator::Alloc(size)
#define xxrelease(ptr)		BaseAllocator::Release(ptr)
#else
#define xxalloc(size)		BaseAllocator::Alloc(size)
#define xxrelease(ptr)		BaseAllocator::Release(ptr)
#endif // _DEBUG

 

xnew와 xdelete내의 함수도 매크로로 바꾸면...

#pragma once
#include "Allocator.h"

using namespace std;

template<typename Type, typename... Args>
Type* xxnew(Args&&... args)
{
	Type* memory = static_cast<Type*>(xxalloc(sizeof(Type)));
	new(memory)Type(forward<Args>(args)...); // placement new
	return memory;
}

template<typename Type>
void xxdelete(Type* obj)
{
	obj->~Type();
	xxrelease(obj);
}

 

참고: 매크로 함수를 xalloc이나 xrelease로 하면 오류가 발생할 수 있다. 다른 파일에서 이미 xalloc과 xrelease가 정의되어 있어 그 파일을 참조하고 있는 코드가 있을 경우 빌드에 오류가 발생할 수 있다.

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테스트 코드

#pragma once

#include <iostream>

#include "CoreMacro.h"
#include "Allocator.h"
#include "Memory.h"

using namespace std;

class Unit
{
public:
	Unit()
	{
		cout << "Unit()" << endl;
	}
	Unit(int hp) : _hp(hp)
	{
		cout << "Unit(hp)" << endl;
	}
	~Unit()
	{
		cout << "~Unit()" << endl;
	}

	int _hp = 100;
};

int main()
{
	Unit* unit = xxnew<Unit>(10);
	xxdelete(unit);
}

 

실행결과

new와 delete와 마찬가지로 생성자, 소멸자도 제대로 호출이 된다.