STL二級空間配置器

2021-09-13 23:03:42 字數 2428 閱讀 6231

stl的二級空間配置器類似於memory_pool,但是並不是memory_pool,因為stl的二級空間配置器只維護了16個free_list,而且只是小於128byte大小的小區塊，大於128byte會呼叫一級空間配置器malloc。16個鍊錶放在陣列中，每乙個陣列所鏈的鍊錶代表大小相等的小區塊，因為分配的時候，只會申請8的倍數大小的空間，所以小於128byte的區塊肯定是屬於free_list裡面。當小區塊釋放時，就會掛到free_list中。

下面是二級空間配置器的原始碼：

_align = 8,表示最小的小區塊的大小

_max_bytes = 128 表示最大的區塊的大小

_nfreelists = 16 表示free_list的個數

#if ! (defined(__sunpro_cc) || defined(__gnuc__))


enum ;


enum ;


enum ; // _max_bytes/_align


# endif
這是將申請的大小按8位元組對齊:
static size_t


_s_round_up(size_t __bytes)
這是free_list的node結構體：

__private:


union _obj ;
free_list的定義：

# if defined(__sunpro_cc) || defined(__gnuc__) || defined(__hp_acc)


static _obj* __stl_volatile _s_free_list; 


// specifying a size results in duplicate def for 4.1


# else


static _obj* __stl_volatile _s_free_list[_nfreelists];  //volatile 是為了防止在多執行緒下產生不可預期的後果


# endif
static char* _s_start_free; //記憶體池中未分給free_pool的首位址


static char* _s_end_free; //記憶體池的末尾位址


static size_t _s_heap_size;//記憶體池的總空間大小
二級空間配置器分配函式：

static void* allocate(size_t __n)


else 


}return __ret;


};
下面的函式是從一級空間配置器（malloc）申請小塊記憶體的函式：

template void*


__default_alloc_template<__threads, __inst>::_s_refill(size_t __n)


else 


}return(__result);


}
_s_chunk_alloc:

template char*


__default_alloc_template<__threads, __inst>::_s_chunk_alloc(size_t __size,                                    int& __nobjs)


else if (__bytes_left >= __size)  else 


/*記憶體池剩餘為0時，malloc乙個小塊記憶體，進行分配*/


_s_start_free = (char*)malloc(__bytes_to_get);


if (0 == _s_start_free) 


}//將申請的空間分配完之後，再申請一塊記憶體池空間作為備用


_s_end_free = 0; 


_s_start_free = (char*)malloc_alloc::allocate(__bytes_to_get);


}/*如果不是第一次申請記憶體池空間，把記憶體池的大小擴大，再呼叫自己進行空間分配*/


_s_heap_size += __bytes_to_get;


_s_end_free = _s_start_free + __bytes_to_get;


return(_s_chunk_alloc(__size, __nobjs));


}}
這就是整個stl庫中的二級空間配置器的流程，其實也在模仿ptmalloc的記憶體管理機制，使用記憶體池和空間**，避免多次庫函式呼叫或者系統呼叫，大大節省了程式執行的時間。這裡的二級空間配置器只要用到了free_list和小塊記憶體池，雙層保證小塊空間分配的速率比直接malloc快。但是在實戰中的效率對比還是需要實踐才能得出結論。

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