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unordered_map性能被吊打!我用基数树让内存池性能暴涨几十倍的秘密

椎蕊 2025-10-6 11:01:06
哈喽,大家好,我是小康!
今天要和大家聊一个特别有意思的话题——基数树
说实话,我第一次听到这个名词的时候,内心是懵逼的。基数?树?这玩意儿到底是啥?
直到有一天,我在研究TCMalloc内存池源码的时候,发现了一个神奇的现象:为什么Google的工程师不用std::unordered_map来做页号映射,而要自己实现一个看起来很复杂的数据结构?
带着这个疑问,我深入研究了一下,结果发现了一个宝藏——基数树
一个让我震惊的性能对比

先来看个数据,直接震撼你的小心脏:
  1. 测试场景:100万次查找操作
  2. std::unordered_map:    40878微秒
  3. 基数树:               714微秒
  4. 性能提升:             57.2521倍!
复制代码
这还只是中等规模的测试,在大规模场景下,差距会更加夸张。
基数树到底是个啥玩意儿?

好,现在我用最通俗的话给大家解释一下基数树。
简单粗暴地说,基数树就是一个超级大数组!
没错,就这么简单。
比如你要存储键值对,传统的做法是:

  • std::map:用红黑树,需要比较、旋转,O(log n)时间
  • std::unordered_map:用哈希表,需要计算哈希、处理冲突,平均O(1)但有常数开销
而基数树呢?直接把键当作数组的下标!
  1. // 传统方式
  2. unordered_map[123] = ptr;  // 需要计算hash(123),可能还要处理冲突
  3. // 基数树方式
  4. array[123] = ptr;          // 直接访问!O(1)且常数极小
复制代码
是不是超级简单?
动手实现一个基数树(一级)

talk is cheap,show me the code!
[code]const uint32_t MAX_KEY = (1

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