几种构造shared_ptr方式的性能比较以及vs2017库代码的一个BUG
在10G网络下，每秒网卡的数据包大致在1M左右，如果用shared_ptr管理内存，那么需要尽可能快的分配和释放内存。 有3种方式得到shared_ptr：shared_ptr构造函数，make_shared，allocate_shared。 从原理上来说：
第一种方式需要先new一个对象，然后调用shared_ptr的构造函数，这个构造函数会再次调用一次new，分配一个小内存保存ref_count和deleter。 new一个对象可以通过实现分配好的内存池来优化。
第二种方式是直接由make_shared分配一块连续内存保存ref_count&deleter&object。因此这种方式无法利用预先分配的内存池。
第三种方式是通过allocator来分配一块连续内存，它的内存布局和make_shared类似，但是内存是allocator提供的，因此可以利用预先分配的内存池。
通常c库都为小内存分配做了优化，因此shared_ptr的那次小内存分配通常耗时是比较小的。但是内存分配通常带锁。 同样预分配的内存池的开销很小，也主要是锁操作。
以上几种方式的开销为：
shared_ptr(new T)：一次中等大小内存的分配/释放+一个小内存分配/释放
shared_ptr(pool.pop())：一次小内存分配/释放+带锁内存池分配/释放
make_shared()：一次中等大小内存的分配/释放
allocate_shared：带锁内存池分配/释放
由于shared_ptr本身的构造函数和T的构造函数是每种方式都必须有的，因此忽略这两个开销。 理论上来说，这几种方式的相互关系应该是allocate_shared > shared_ptr_with_pool > raw_new_delete > make_shared > shared_ptr_with_new。
allocate_shared比shared_ptr_with_pool快是因为allocate_shared同样用pool，但是少了一次小内存分配。
raw_new_delete比make_shared快是因为少了shared_ptr的构造函数调用
make_shared比shared_ptr_with_new是因为make_shared只分配一次内存
在gcc4.8.5 centos6.2上测试，性能情况的确如预期： g++ -std=c++11 a.cpp -O3 -g
avg_test_make_shared: 1148
avg_test_shared_ptr_with_new: 1164
avg_test_shared_ptr_with_pool: 407
avg_test_allocate_shared: 279
avg_test_new_delete: 1090
avg_test_pool: 7
各种方法的相互关系完全符合预期。
在vs2017+win10, x64 release上测试，情况颇有不同
avg_test_make_shared: 723
avg_test_shared_ptr_with_new: 799
avg_test_shared_ptr_with_pool: 212
avg_test_allocate_shared: 403
avg_test_new_delete: 660
avg_test_pool: 65
这里令人十分不解的是，为什么allocate_shared会这么慢？
经过仔细检查，发现这是因为vs2017的allocate_shared实现有BUG。 它在内部试图在allocator传给它的内存上place new一个std::_Align_type，由于此处用的是perfect-forwarding构造_Align_type，因此编译器认为此时需要做value-initialize，但是由于_Align_type没有构造函数， 最后编译器生成memset(addr, 0, sizeof(T))来做value-initialize。
也就是说，vs2017的allocate_shared在每次调用T的构造函数之前，先做了一次memset(0)。就是这个memset(0)严重的降低了allocate_shared的性能。要修复这个BUG，要到vc的include目录找到type_traits文件，找到_Align_type的定义：
template<class _Ty, size_t _Len> union _Align_type
{ // union with size _Len bytes and alignment of _Ty
_Ty _Val;
char _Pad[_Len];
};
给它增加一个空构造函数就可以了：
template<class _Ty, size_t _Len> union _Align_type
{ // union with size _Len bytes and alignment of _Ty
_Ty _Val;
char _Pad[_Len];
_Align_type(){}
};
修改了这个头文件之后再测试，结果如下：
avg_test_make_shared: 736
avg_test_shared_ptr_with_new: 802
avg_test_shared_ptr_with_pool: 215
avg_test_allocate_shared: 206
avg_test_new_delete: 679
avg_test_pool: 65
可以看到allocate_shared符合预期的比shared_ptr_with_pool略快一点。这似乎是因为vc对小内存分配的优化做的特别好，因此shared_ptr_with_pool额外的那次小内存分配开销很小。
https://stackoverflow.com/questions/45072486/why-allocate-shared-and-make-shared-so-slow https://stackoverflow.com/questions/27484483/default-initialization-versus-zero-initialization https://stackoverflow.com/questions/45099019/why-c-use-memsetaddr-0-sizeoft-to-construct-a-object-standard-or-compiler/45099269?noredirect=1#comment77171187_45099269