STL相關知識整理一 allocator

一般而言，我們習慣的 c++ 記憶體配置操作和釋放操作是這樣的：

class foo{};
foo *pf = new foo;    
delete pf;

我們看其中第二行和第三行，雖然都是只有一句，當是都完成了兩個動作。但你 new 乙個物件的時候兩個動作是：先呼叫::operator new 分配乙個物件大小的記憶體，然後在這個記憶體上呼叫foo::foo()構造物件。同樣，當你 delete 乙個物件的時候兩個動作是：先呼叫foo::~foo() 析構掉物件，再呼叫::operator delete將物件所處的記憶體釋放。為了精密分工，stl 將allocator決定將這兩個階段分開。分別用 4 個函式來實現：1.記憶體的配置：alloc::allocate();2.物件的構造：::construct();3.物件的析構：::destroy();

4.記憶體的釋放：alloc::deallocate();

template inline void construct(t1* p, const t2& value)

其中construct使用了placement new在sgi版本的stl中，空間的配置釋放都由< stl_alloc.h > 負責。它的設計思想如下：

考慮到小型區塊可能造成記憶體破碎問題(即形成記憶體碎片)，sgi stl 設計了雙層級配置器。第一層配置器直接使用malloc() 和 free().第二層配置器則視情況採用不同的策略：但配置區塊超過 128 bytes時，呼叫第一級配置器。當配置區塊小於 128 bytes時，採用複雜的 memory pool 方式。

如上圖所示，自由鍊錶是乙個指標陣列，有點類似與hash桶，它的陣列大小為16，每個陣列元素代表所掛的區塊大小，比如free _ list[0]代表下面掛的是8bytes的區塊，free _ list[1]代表下面掛的是16bytes的區塊…….依次類推，直到free _ list[15]代表下面掛的是128bytes的區塊

同時我們還有乙個被稱為記憶體池地方，以start _ free和 end _ free記錄其大小，用於儲存未被掛在自由鍊錶的區塊，它和自由鍊錶構成了夥伴系統。

如果使用者需要是一塊n位元組的區塊，且n <= 128（呼叫第二級配置器），此時refill填充是這樣的：（需要注意的是：系統會自動將n位元組擴充套件到8的倍數也就是roundup（n），再將roundup（n）傳給refill）。使用者需要n塊，且自由鍊錶中沒有，因此系統會向記憶體池申請nobjs * n大小的記憶體塊，預設nobjs=20

參考資料：

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