SGI特殊空間配置器std alloc

alloc不接受任何template型別引數，它只是乙個別名。

另外，new物件操作實際執行兩個過程：

1>呼叫::operator new 配置記憶體。

2>呼叫相應的建構函式，構造物件。

delete物件也執行兩個過程:

1> 呼叫相應的析構函式，析構物件。

2> 呼叫::operator delete 釋放記憶體。

為了精密分工，stl allocator將兩個過程分開處理，配置記憶體alloc::allocate()負責，釋放記憶體alloc::deallocate()負責；該過程定義在檔案stl_alloc.h中；構造物件::construct()負責，析構物件::destory()負責，該過程定義在檔案stl_construct.h中。

construct()與destory()關鍵在於析構工具destory(),因為該工具用到了traits技巧_type_traits，除了_type_traits，還有iterator_traits，iterator_traits負責提取迭代器的特性，_type_traits負責提起類別的特性。這兩種traits貫穿整個stl，因此這裡著重介紹_type_traits。

_type_traits定義在檔案中

首先定義了兩種型別 _true_type 和 _false_type

struct __true_type ;
struct __false_type ;

然後，定義_type_traits的預設版本，預設型別都是_false_type

template struct __type_traits ;

然後定義 _type_traits的特化版本：_tp為特定型別時的版本。

stl分別特化了_tp為:bool,char, signed char ,unsigned char,wchar_t,short,unsigned short,int,unsigned int,long,unsigned long,long long,unsigned, long long,float,double,long double,char*，signed char*，unsigned char*，const char*，const signed char*，const unsigned char*的版本。這些版本的定義是相同的，都是將 _false_type 改為了 _true_type。說明這些型別都是pod型別的。以char型別為例，定義如下：

struct __type_traits;

destory()有兩個版本，第乙個是接收乙個指標型別引數的：這個沒什麼奧秘

templateinline void _destroy(_tp* __pointer)

另外乙個版本是接收兩個迭代器型別引數的，這個版本的奧秘在於用到了iteraotr_traits和_type_traits。

templateinline void _destory(forwarditerator first,forwarditerator last)
templateinline void _destory(forwarditerator first,forwarditerator ,last,t*)
//aux 是輔助的意思
//_destory_aux根據第三個引數的不同型別，有兩個版本
templateinline void _destory_aux(forwarditerator first,forwarditerator last,_false_type)

c++的記憶體配置基本操作是::operator new()與::operator delete()。這兩個全域性函式類似於c語言的malloc()與free()。stl用的是malloc()與free()完成記憶體的配置與釋放。因為c++並沒有提供類似c語言中realloc()的函式。

空間的配置與釋放定義在檔案中，主要需要考慮的問題是：

1> 應對記憶體不足的策略。

2> 解決小區域塊記憶體引起的「記憶體碎片」問題

為了解決「記憶體碎片問題」，stl採取的措施是雙層配置器。至於只用一級配置器，還是兩個配置器都用取決於是否定義_use_malloc。二級配置器的工作流程圖如下

另外乙個需要注意的是，配置單位的問題,malloc配置單位是byte，可將配置單位改為個別元素的大小(sizeof(t))

templateclass ******_alloc 
static _tp* allocate(void)
static void deallocate(_tp* __p, size_t __n)
static void deallocate(_tp* __p)
};

1. 一級配置器

一級配置器直接使用malloc()與free()管理記憶體。使用malloc（）而不是::operator new()，的原因是，c++並沒有提供類似c語言中realloc()的函式。

c++中有個c++ new _handler機制，可以要求系統在記憶體配置無法滿足時呼叫乙個你指定的函式。因為一級配置器中沒有用到::operator new()所以，不能用c++ 的set_new_handler（）。解決方法是，仿造乙個功能類似的set_malloc_handler()。

先了解一下c++ new_handler機制

namespace std

函式指標typedef的用法

typedef

int(*myfun)

(int, int);

myfun是個函式指標，該函式型別為輸入兩個int,輸出乙個int

2.二級配置器

當區域塊小於128bytes時，則以記憶體池（memory pool）管理。

原理是：

用16個free-list分別管理大小分別為8、16、24、32、40、48、56、64、72、80、88、96、104、112、120、128bytes的小區域塊。如果小區域塊大小不為上邊的16個大小，則上調至8的倍數，例如：25,則會上調至32，方法是：(n+7)& ~(7);

每次分配一大塊記憶體，由free-list維護，如果下次有相同大小的記憶體需求時，直接從free-list中取出。

解釋上圖：

剛開始客戶呼叫chunk_alloc(32,20) ，於是通過malloc配置40個32bytes的區域，第乙個交出，另19個交給free_list[3]維護，剩餘的20個給記憶體池；然後客戶呼叫chunk_alloc(64,20),此時free-list[7]為空，必須向記憶體池要記憶體，但是記憶體池只能提供（20*32）、64=10個64bytes的區塊，就將這10個區塊返回，乙個給客戶，剩餘9個由free_list[7]維護。此時記憶體池為空，然後客戶呼叫chunk_alloc(96,20),此時free_list[11]也為空，記憶體池也為空，於是用malloc()配置40+n(附加量)個96bytes的區塊，第乙個給客戶，另19個交個free_list[11]維護，剩餘的20+n個96bytes的區塊留給記憶體池。

SGI特殊空間配置器std alloc

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