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カスタムメモリマネージャと高速なメモリアロケータについて
- 1. カスタムメモリマネージャと 高速なメモリアロケータについて @aizen76
- 2. 自己紹介 ハンドルネーム alwei Twitter ID @aizen76 alweiもしくはaizenのどちらかを使っています 流浪のゲームプログラマ Wii、DS、PSP、PS3、3DSのゲームとか作ってた 2Dゲーム好きなのに、実は3Dゲームしか作ったことがない 最近触手軍団に仲間入りして、オンラインゲームを作り始めました アジャイルとかTDDとか勉強中
- 4. 本題
- 5. カスタムメモリマネージャ
- 6. メモリ確保を監視、もしくは変更する C++においてnew演算子でメモリを確保する際に、 operatorオーバーロードでメモリ動作をフックします inline void* operator new(std::size_t size) { return memAlloc(size); } inline void operator delete(void* deletePtr) { memFree(deletePtr); }
- 7. 何が嬉しいの？ * メモリをどこで確保したのかわかる * 残りのメモリ量がわかる * メモリの断片化具合がわかる * フリーストアやヒープ以外からでもメモリを取得出来る * メモリアラインメントが指定出来る * 状況によってメモリセクションを使い分けることが出来る * etc...
- 11. エラーチェック カスタムメモリマネージャで確保されたメモリかをチェック メモリを確保する際にヘッダ情報を追加しておく ヘッダには一意のシグニチャを付加(0xDEADC0DE等が有名) 確保と開放時にこれが一致しないとエラー ■ new内部 AllocHeader* header = reinterpret_cast<AllocHeader*>(allocPtr) header->signature = 0xDEADC0DE; ■ delete内部 assert(header->signature == 0xDEADC0DE);
- 12. エラーチェック メモリ確保時に確保サイズ末尾にマーカー情報を埋め込む マーカーは二度と書き換えられないので、変更があったら 不正扱いとしてエラー処理を行う 配列などで確保した際にデータが壊れていないかに役立つ ■ new内部 int* marker = reinterpret_cast<int*>(memAddr + size); marker = MARKER_NUMBER; ■ delete内部 int* marker = reinterpret_cast<int*>(memAddr + size); assert(*marker == MARKER_NUMBER);
- 13. 更にもっと高度なメモリ管理
- 14. デフラグ・メモリコンパクション 次々とメモリを確保していくと次第にメモリが断片化していく 断片化は長く起動するアプリケーションほど起きやすい 断片化が緩やかに進むといつかメモリが確保出来なくなる 小さいデータが大量にあって大きいデータを確保すると、 メモリの容量的には全然足りていても普通に確保出来ないことも ■ どうする？ C++以外の言語ではGCで勝手にお掃除してくれる メモリの情報を再配置(コンパクション)するしかない でもどうやって？
- 15. スマートポインタでポインタをラップ 生ポインタをスマートポインタでラップして 確保されたポインタの情報を連結リストにする ポインタがスマートポインタにラップされているので、 リストを辿りながら少しずつメモリの内容を移動させていく インタフェースに制限を加えれば安全にコンパクション出来るはず アンチャーテッドで有名なノーティドッグ社のゲームエンジンでは 上記の方法で出来る限りスマートポインタを使用し、 安全にメモリの内容を定期的にデフラグしている ※Game Engine Architectureより
- 18. 高速なメモリアロケータ
- 20. 様々なアロケータの紹介
- 25. スモールオブジェクトアロケータ Modern C++ Designの作者、 Andrei Alexandrescuさんが考案したアロケータ 小さいオブジェクトのメモリ確保に特化している 小さいオブジェクトを効率よく確保しつつサイズも抑える 本当に小さいオブジェクト向けらしい 具体的には32バイト程度で64バイト以上は普通に遅い？ LokiというC++ライブラリの中ではあらゆるもので このアロケータを使用し、高速に動作しているらしい
- 26. メモリプールアロケータ 固定長サイズの領域から固定サイズのメモリを確保する 必ず固定サイズなので確保時間も開放時間も常に一定 断片化の心配も一切ない deleteを忘れてもリークすることはないが、長時間開放しないと メモリプールを圧迫し、最終的にメモリが更に必要になる ■有名な実装 Boost.Pool Efficient C++ MemoryPool
- 28. 実際にメモリプールを使ってみる
- 29. 汎用メモリプール!!
- 33. ご静聴ありがとうございました