重温《STL源码剖析》笔记 第二章

　　　　　　　　　　　　　　　　　　源码之前，了无秘密。 --侯杰

第二章：空间配置器 allocator

　　SGI特殊的空间配置器，std::alloc

　　SGI是以malloc()和free()完成内存的配置与释放。

　　SGI设计了双层级配置器：

　　　　　　第一级配置器直接使用malloc()和free();  _malloc_alloc_template

　　　　　　第二级配置器则视情况采用不用的策略： _default_alloc_template

　　　　　　　　当配置区块超过128bytes时，视之为“足够大”，便调用第一级配置器；

　　　　　　　　当配置区块小于128bytes时，视之为“过小”，为了降低额外负担，便采

　　　　　　　　用复杂的memory pool 整理方式，而不再求助于第一级配置器。

　　SGI包装的接口：simple_alloc

　　

1 template<class T, class Alloc>
 2 class simp_alloc {
 3 public:
 4     static T *allocate(size_t n) {
 5         return 0 ==n ? 0 : (T*)Alloc:: allocate(n * sizeof(T));
 6     }
 7     static T *allocate(void) {
 8         return (T*)Alloc::allocate(n * sizeof(T));
 9     }
10     static void deallocate(T *p, size_t n) {
11         if(0 !=n) Alloc::deallocate(p, n* sizeof(T));
12     }
13 static T *deallocate(T *p) {
14         Alloc::deallocate(p * sizeof(T));
15     }    
16 }
17 
18 template<class T, class Alloc = alloc) 
19 class vector {
20     typedef simp_alloc<value_type, Alloc> data_allocator;    
21     void deallocate() {
22     if(...)
23         data_allocator::deallocate(start,end_of_storage - start);
24     }
25     ...
26 }

 　　SGI第二级配置器会主动将任何小额区块的内存需求量上调至8的倍数（例如客户端要求 30bytes,

　　就自动调整为32bytes),并维护16个free-lists,各自管理大小分别为8, 16, 24，32, 40, 48, 56，

　　64，72, 80, 88, 96, 104, 112, 120, 128的小额区块。

　　freelist的节点结构如下：

union obj {
    union obj* free_list_link;
    char client_data[1];
};

　　重新填充free lists .当发现free list 中没有可用区块时，就调用refill(),准备为free list 重新填充空间。

　　新的空间将取自内存池（经由chunk_alloc()完成）。缺省取得20个新节点（新区块），但万一内存池

　　空间不足，获得的节点数（区块数）可能小于20。

　　

　　分配策略：

　　　　假设程序一开始，客户端就调用chunk_alloc(32,20),于是malloc()配置40个32bytes区块，其中第

　　　　一个交出（供使用，因为有请求），另19个交给free list[3]维护，余20个留给内存池。接下来客户

　　　　端调用chunk_alloc(64,20)此时free_list[7]空空如也，必须向内存池要求支持。内存池只够供应

　　　 （32*20）/64 =10个64bytes区块，就把这10个区块返回，第一个交给客户端，余9个由free_list[11]

　　　　维护。此时内存池全空。接下来再调用chunk_alloc(96,20),此时free_list[11]空空如也，必须向内存

　　　　池要求支持，而内存池也是空的，于是以malloc（）配置 40+n(附加量）个96bytes区块，其中第一个

　　　　交出，另19个交给free_list[11]维护，余20+你（附加量）个区块留给内存池。

　　万一山穷水尽，整个system heap空间都不够了，malloc()将会行动失败，chunk_alloc()就四处寻找有无

　　“尚有未用区块，且区块够大”之free lists.找到就交出，找不到就调用第一级配置器。第一级配置器也是使用

　　的malloc()来配置内存，但是他有out-of-memory处理机制。或许会有机会释放别地的内存已使用，否则发

　　出bad_alloc异常。