STL源碼剖析學(xué)習(xí)二：空間配置器（allocator）

標(biāo)準(zhǔn)接口：
vlaue_type
pointer
const_pointer
reference
const_reference
size_type
difference_type
rebind
allocator()--default constructor
allocator(const allocator<U>&--copy constructor
~allocator()--destructor
address(reference x)const--return address of elem
address(const_reference x)const
allocate(size_type n, const void*= 0)--alloc memory
deallocator(pointer p, size_type n)--return memory
max_size()--return memory alloc succesfully
construct(pointer p, const T& x)--=new((void*) p) T(x)
destroy()--=p->T()

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STL allocator把內(nèi)存配置和對(duì)象的構(gòu)造分開
allocate負(fù)責(zé)內(nèi)存配置，deallocate負(fù)責(zé)內(nèi)存的釋放
construct負(fù)責(zé)對(duì)象構(gòu)造，destroy負(fù)責(zé)對(duì)象析構(gòu)

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SGI std::alloc設(shè)計(jì)思想：
1.向system heap要求空間
2.考慮多線程狀態(tài)
3.考慮內(nèi)存不足的應(yīng)變措施
4.考慮過多小型區(qū)塊導(dǎo)致的內(nèi)存碎片問題

以malloc和free完成內(nèi)存的配置與釋放

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考慮過多小型區(qū)塊導(dǎo)致的內(nèi)存碎片問題，SGI設(shè)計(jì)了雙層配置器
1.當(dāng)配置區(qū)塊大于128bytes時(shí)，調(diào)用第一級(jí)配置器，直接使用malloc和free
2.當(dāng)配置區(qū)塊小于128bytes時(shí)，調(diào)用第二級(jí)配置器，采用內(nèi)存池的整理方式

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第一級(jí)配置器：
1.allocate直接使用malloc
2.deallocate直接使用free
3.當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，用malloc free realloc執(zhí)行實(shí)際的內(nèi)存配置、釋放、重配置操作，以實(shí)現(xiàn)出類似于c++中new-handler的機(jī)制

new-handler的機(jī)制：可以要求系統(tǒng)在內(nèi)存配置需求無法滿足的情況下，調(diào)用一個(gè)你指定的函數(shù)
==>一旦new無法完成任務(wù)，在丟出bad_alloc異常之前可以先調(diào)用指定的處理函數(shù)

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第二級(jí)配置器：
當(dāng)配置的內(nèi)存較小時(shí)，用內(nèi)存池的方式管理（次層配置）：
每次配置一大塊內(nèi)存，并且維護(hù)一個(gè)自由鏈表，下次若有相同大小的內(nèi)存需求，則直接從自由鏈表中取出，若有釋放的內(nèi)存則收入到自由鏈表中。
為方便管理，將任何小額區(qū)塊的內(nèi)存需求量上調(diào)至8的倍數(shù)

當(dāng)自由鏈表中沒有可用區(qū)塊時(shí)調(diào)用refill，為自由鏈表重新填充空間。
新的空間將由chunk_alloc完成

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chunk_alloc：
判斷內(nèi)存池中的內(nèi)存，若果足夠，則分出20個(gè)區(qū)塊給自由鏈表
如果不足20個(gè)，但至少有一個(gè)，則有多少撥多少
如果一個(gè)都沒有，則利用malloc從heap中配置內(nèi)存，注入內(nèi)存池中
要是整個(gè)system heap中內(nèi)存都不夠了，則尋找是否有尚有未用區(qū)塊且區(qū)塊足夠大的自由鏈表，有的話就挖出來用
如果還沒有，則調(diào)用第一級(jí)配置器，new-handler機(jī)制
如果還不行，就bad_alloc異常

內(nèi)存基本處理工具：
uninitialized_copy：為了將內(nèi)存的配置跟對(duì)象的構(gòu)造分離開來，對(duì)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)來構(gòu)造未初始化區(qū)域中的對(duì)象，調(diào)用construct
調(diào)用的結(jié)果是要么構(gòu)造出全部對(duì)象，要么就什么都沒有
uninitialized_fill
uninitialized_fill_n
上述三個(gè)函數(shù)分別對(duì)應(yīng)高層的STL算法copy(),fill(),fill_n()

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/w0w0/archive/2012/04/21/2461378.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STL源码剖析学习二：空间配置器（allocator）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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