Estou desenvolvendo um allocator customizado para um sistema que requer gerenciamento de memória altamente eficiente em ambiente multithread.
Requisitos Críticos:
- Implementação thread-safe
- Sistema de cache hierárquico (3 níveis)
- Performance 30% superior ao allocator padrão
- Controle automático de fragmentação
- Compatibilidade total com containers STL
Implementação Atual:
template<typename T>
class CustomAllocator {
private:
struct CacheLevel {
std::mutex mtx;
std::vector<void*> blocks;
size_t blockSize;
};
std::array<CacheLevel, 3> cacheHierarchy;
std::atomic<size_t> totalAllocated{0};
};
Abordagens Implementadas:
- Algoritmos lock-free utilizando std::atomic
- Sistema de buddy allocation
- Otimizações SIMD
Métricas e Desafios Atuais:
- Alocação: 120ns (objetivo: 80ns)
- Desalocação: 85ns (objetivo: 60ns)
- Fragmentação: 23% (objetivo: <10%)
- Degradação significativa acima de 8 threads
- Memory leaks identificados em operações específicas de realocação
Ambiente de Desenvolvimento:
- C++20
- GCC 12.2
- Linux Kernel 5.15
- Hardware: 32 cores, 64GB RAM
Questão Principal: Quais estratégias e otimizações podem ser implementadas para:
- Atingir as metas de latência estabelecidas?
- Reduzir a fragmentação mantendo a performance?
- Melhorar o comportamento em cenários altamente concorrentes?