內存碎片問題；
性能問題；
高併發(在多線程同時申請內存時，效率依舊很高)。
threadcache是解決高併發的性能問題，因爲沒有鎖；
centralcache是平衡threadcache資源競爭的問題，避免一個線程用多了，另一個線程沒得用；但是這裏的平衡會付出一定的代價，當多個線程同時來申請時需要加鎖，CentralCache下面掛的是一個一個的span，span是一些內存對象的集合，這些內存是以頁爲單位，每個span下面又掛了不同字節的對象；
PageCache的span是這個對象沒有切開的，它下面掛的是1頁的內存，它的裏面的_list爲空，對象還沒有被切開，它還用不上切開的對象，它主要是做頁的分割和合並，解決內存碎片問題的，它連頁的起始地址都沒有，不過他有頁號和它是幾頁的，這樣就可以它的起始地址和內存數。
關於TLS
內存池這個項目是基於三級緩存結構的內存池，它在一定程度上減輕了malloc遺留下來的的內存碎片問題；還實現了多線程併發申請內存時，效率依舊很高。對於內存碎片，整體控制在12%左右；爲了達到高併發時仍舊高效，使用線程本地存儲(TLS)，達到每個線程併發申請時，互不干擾。
TLS(Thread Local Storage)線程局部存儲，保存每個線程本地的ThreadCache的指針，作用是申請和釋放內存不用加鎖。TLS變量裏面：每一個線程有一份獨立實體，各個線程的值互不干擾。可以用來修飾那些帶有全局性且值可能變，但是又不值得用全局變量保護的變量。
TLS原理剖析：(定義一個全局變量，這個全局變量只屬於當前線程，其它線程看不見)爲了找到每一個ThreadCache，我們可以保存ThreadCache的指針，並定義一個全局變量，但是全局變量只能指向其中一個，這樣的話其它的ThreadCache就找不到了，所以這時候，我們把用來保存不同ThreadCache的指針鏈接起來，再定義一個全局指針指向它（其中一個threadcache），這樣的話，所有的線程找到的都是這個全局指針，然後再通過全局指針找到屬於自己的threadcache，每個線程裏面都有一個pid，就可以確認是屬於哪個線程的。
我們把：定義一個全局變量，但是這個全局變量不是所謂的所有線程共享，而是每個線程自己的，相當於每個線程定義了自己的全局變量，每個線程都有一個全局變量，這樣當有多個線程同時來併發申請內存時，就可以自己找自己的ThreadCache，不受到別人的干擾，系統有一種機制，定義這樣的變量，就叫TLS。
靜態的TLS是：直接定義
動態的TLS是：調用系統的API去創建的，我們這個項目裏面用到的就是靜態的TLS。
三層結構剖析
ThreadCache
第一次來，每個線程都要調內存申請的這個接口，第一次調的時候，threadcache的指針爲空，這個時候就會創建一個threadcache的一個對象，每個線程是如何獲取自己的threadcache呢？爲了避免加鎖，使用TLS做到不用加鎖(稍微解釋一下TLS，避免和網絡中的TLS庫混淆），threadcache是一個掛了對象的自由鏈表，申請的時候，只要是8字節到64k的內存大小，都來ThreadCache這裏申請，申請的時候，有一套它的映射規則：一開始是128字節以內，以8字節爲一個間隔，走它的映射，129-1024是以16字節爲間隔；控制在%12左右的內碎片的浪費，而且這個間隔爲了好算，取的是2的次方倍，整體把內碎片浪費率控制在%12左右：
整體把內碎片浪費率控制在%12左右
[1,128] 8byte對齊 freelist[0,16) 128/8=16
[129,1024] 16byte對齊 freelist[16,72) (1024-129)/16=56
[1025,8*1024] 128byte對齊 freelist[72,128) (8*1024-1025)/128=56
[8*1024+1,64*1024] 1024byte對齊 freelist[72,184)
CentralCache
CentralCache的映射規則和threadcache的映射規則一模一樣，CentralCache處於一個承上啓下的作用，對上平衡threadcache的資源競爭問題，對pagecache是：輔助頁緩存進行頁的合併，當一個span的對象全部釋放回來時，將span還給pagecache，並且進行頁合併。
PageCache
PageCache主要是做頁的分割和合並，有頁號和是幾頁的，就可以算它的起始地址和內存數了。PageCache下面掛的也是一個一個的span，但是CentralCache和PageCache的span是不一樣的，首先映射規則不一樣，CentralCache和ThreadCache一樣，而PageCache是以頁爲單位的映射規則：1頁，2頁，一直到128頁。而CentralCache是以8字節爲間隔的(控制住內存的浪費率在不超過%12）。
高併發如何實現(即申請的過程)
thread cache
申請內存的過程
線程要申請內存不是直接去申請的，是被動去申請的，當一個線程來申請內存空間時，給它創建一個thread cache，同時調用併發申請接口去申請內存。（TLS保證了每個線程都有一個自己的thread cache）
當線程申請的內存小於等於64kb時，就直接在thread cache裏對應位置的鏈表處申請，時間複雜度O(1)，並且沒有鎖競爭。如果此時對應位置的鏈表上並沒有掛內存塊的話，就會去central cache裏去申請一塊批量的內存，然後返回一塊空間，並將剩下的內存塊掛在自己的thread cache裏的對應FreeList裏。
多線程併發的去central cache裏獲取批量內存時central cache要加鎖，並且central cache是一個單例模式，全局只有一個，雖然這裏會加鎖導致線程串行去申請批量的內存，但是每個線程每次來申請的內存是批量的。假如一次申請的批量內存是50個，那麼之後的49次都不需要再去找central cache要了。
central cache
中心緩存是所有線程所共享，thread cache是按需從central cache中獲取的對象。central cache週期性的回收thread cache中的對象，避免一個線程佔用了太多的內存。達到內存分配在多個線程中更均衡的按需調度的目的。central cache是存在競爭的，所以從這裏取內存對象是需要加鎖的，並且central cache在全局只有一個，因此要設計爲單例模式，不過一般情況下在這裏取內存對象的效率非常高，並且一次給thread cache的內存是批量的，所以這裏競爭不會很激烈。
申請內存的過程
當thread cache裏對應FreeList鏈表裏沒有掛內存塊時，就會來central cache裏拿內存，SpanList也是一個哈希映射的鏈表，根據要申請內存塊的大小找到對應的SpanList，在SpanList中找一個不爲空的span，然後將這個span中提前切好的內存塊批量的給thread cache。如果對應的SpanList裏沒有一個不爲空的span時，就會去page cache裏去申請一個span對象，span對象裏是以頁爲單位的內存，將這個span中的內存切成對應的大小，然後將這個span對象掛在這個SpanList裏。
page cache
申請內存的過程
當central cache的SpanList裏沒有span或者沒有不爲空的span時，central cache就會向page cache裏申請一個span。首先會去看對應頁數的SpanList裏有沒有掛span，如果有直接返回一個對應頁數的span，如果沒有就會向後遍歷，尋找較大頁數的span進行切分。如果找到128頁的位置都沒有找到一個span時，就會直接去系統申請一塊128頁的內存，然後進行切分。
具體的切分過程是這樣的：假如我已經向系統申請了一塊128頁的內存然後掛在128頁的SpanList上，如果我需要1頁的span，就會將這個128頁的span切分成一個1頁的span和一個127頁的span，再將這個1頁的span切分好返回給central cache，然後把剩下的127頁的span掛在127頁的SpanList上。
內存碎片是如何處理的(即釋放的過程)
thread cache
釋放內存的過程
當某個線程用完一塊內存要歸還給它自己的thread cache時，直接根據內存塊的大小找到對應的位置插入到對應位置的FreeList鏈表中。如果鏈表的長度過長，就要回收一部分內存塊到central cache裏，保證每一個FreeList裏不會掛太多的內存塊。
central cache
釋放內存的過程
當給用戶的內存用完時，就會將內存掛到threadcache中的對應的FreeList中，當對應的thread cache裏某個FreeList裏掛的內存太多時，就會批量的釋放回central cache，這時中心緩存中span裏的_usecount會減去歸還的內存塊的個數，當span中的_usecount等於0時，就說明所有內存已經全部歸還。所以在SpanList裏不會存在_usecount等於0的span，因爲一旦某個span的_usecount爲0時，就會被移出這個SpanList，然後去page cache裏進行span的合併。
需要注意的是：
這裏歸還回來的內存塊極有可能來自不同的span，所以這裏用到了STL中的關聯容器map，建立了PageID和span的映射，同一個span切出來的內存塊PageID都和span的PageID相同，這樣就能很好的找出某個內存塊屬於哪一個span了。
page cache
釋放內存的過程
如果central cache的某個span的_usecount爲0時，該span就會被釋放回page cache裏，此時page cache有個空閒的span，這個span會依次尋找它的前後頁的span，看是否可以合併，如果可以合併，就會繼續向前尋找。這樣就可以將切小的內存合併成大的span，減少內存碎片。具體合併的過程是這樣的：假如現在有一個PageID爲50的3頁的span，有一個PageID爲53的6頁的span。這兩個span就可以合併，會合併成一個PageID爲50的9頁的span，然後掛在9頁的SpanList上。
三級緩存結構
ThreadCache：線程緩存整體是一個對象數組，數組的每一層是一個自由鏈表。
CentralCache：中心緩存是一個基於單例模式的跨度數組，數組的每一層是一個雙向帶頭循環的跨度鏈表，它的作用是平衡多線程的資源競爭問題。
PageCache：頁緩存也是一個基於單例模式的結構，主要作用是完成大批量內存的申請、釋放和頁的合併(內存碎片問題)。
三層結構的整體框架圖如下：
