一、placement new的定義

通常情況下，C++中通過(guò)用new方式申請(qǐng)內(nèi)存空間時(shí)，是在系統(tǒng)的堆內(nèi)存空間中進(jìn)行分配，底層使用C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的malloc()完成內(nèi)存分配工作。

因此本次申請(qǐng)的內(nèi)存空間大小，是根據(jù)程序運(yùn)行時(shí)對(duì)象的大小及使用情況來(lái)決定的。

但是某些場(chǎng)景中，可能需要預(yù)先分配完成內(nèi)存空間，然后再把對(duì)象"放置"在之前預(yù)先分配的內(nèi)存空間上。即所謂的placement new操作。

定點(diǎn)放置的new操作的語(yǔ)法不同于普通的new操作，比如：我們一般在堆中申請(qǐng)內(nèi)存空間，通常寫(xiě)：

Object* o = new Object();

而定點(diǎn)放置new的語(yǔ)法形式為：

Object* o = new (pointer) Object();

這里的pointer就是預(yù)先分配好內(nèi)存塊的首地址。

二、placement new使用場(chǎng)景

傳統(tǒng)堆分配內(nèi)存方式的弊端：通過(guò)new操作符進(jìn)行堆內(nèi)存的分配，操作系統(tǒng)需要在堆中找到連續(xù)且大小符合要求的內(nèi)存空間，這個(gè)查詢(xún)匹配的效率是低下的。

極端情況下可能由于空間不足，導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)存分配失敗的問(wèn)題發(fā)生。

placement new分配方式：創(chuàng)建的對(duì)象都在預(yù)先分配好的內(nèi)存緩沖區(qū)中操作，無(wú)需查詢(xún)及匹配內(nèi)存空間，內(nèi)存分配的時(shí)間是常量O(1)。

由于在之前預(yù)留的內(nèi)存空間進(jìn)行分配，因此不會(huì)出現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)由于內(nèi)存空間不足，導(dǎo)致內(nèi)存分配失敗的問(wèn)題。

三、placement new和 MySQL 內(nèi)存管理機(jī)制的關(guān)系

正是由于上述placement new的機(jī)制特性，因此其非常適合那些對(duì)時(shí)間，性能要求高，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，不希望被中斷的應(yīng)用程序。例如數(shù)據(jù)庫(kù)這類(lèi)的應(yīng)用場(chǎng)景，就是很好的例子。

MySQL內(nèi)部使用mem_root進(jìn)行內(nèi)存管理，可以實(shí)現(xiàn)多次批量的內(nèi)存空間申請(qǐng)，并且可以把對(duì)象放置到mem_root定義的內(nèi)存空間中，這樣程序運(yùn)行失敗或者中途異常crash退出，我們就無(wú)需關(guān)心是否成功釋放內(nèi)存。

一切都通過(guò)mem_root進(jìn)行代理操作，整個(gè)內(nèi)存的申請(qǐng)、分配、回收過(guò)程透明完成。

四、MySQL中 mem_root 使用場(chǎng)景

//聲明 mem_root 對(duì)象
MEM_ROOT execute_mem_root;
Query_arena execute_arena(&execute_mem_root,Query_arena::STMT_INITIALIZED_FOR_SP);

//預(yù)分配內(nèi)存塊空間
init_sql_alloc(key_memory_sp_head_execute_root, &mem_root,
               MEM_ROOT_BLOCK_SIZE, 0);

//把thd中的mem_root指針指向execute_mem_root對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊
thd->swap_query_arena(execute_arena, &backup_arena);

//把對(duì)象分配在預(yù)先申請(qǐng)的mem_root上
LEX *sublex = new (thd->mem_root) st_lex_local;

//一些邏輯計(jì)算操作
......

//釋放表空間
free_root(&execute_mem_root, MYF(0));

總結(jié)：MySQL通過(guò)mem_root進(jìn)行內(nèi)存的統(tǒng)一申請(qǐng)、回收、管理。不但提升了內(nèi)存分配的效率，提高了系統(tǒng)資源的利用率，而且減少了內(nèi)存碎片化，是MySQL性能提升的一個(gè)重要抓手。

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