STL源码--Allocator学习

内存的分配需要解决的几个问题：

1. 向系统的heap空间请求空间；

2. 考虑多线程的状态问题；

3. 考虑内存空间不足时的应对策略；

4. 考虑过多“小内存块”的碎片问题。

SGI的STL底层使用malloc()和free()完成，分为两层内存分配配置器：

第一级主要处理相对内存大小较大的分配请求size>128B,第二级主要处理内存请求相对较小的分配请求。

第一级直接使用malloc和free函数分配内存，并配有类似C++的set_new_handler()来处理内存分配不足的特殊处理。

例如：

static void* allocate(size_t n)

{

　　void * result = malloc(n);

　　if (0 == result)

　　　　result = oom_malloc(n); // 内存不足时的处理函数

　　return result;

}

// 内存不足时的处理函数片段

{

　　for(;;)

　　{

　　　　my_malloc_handler = __malloc_alloc_oom_handler;

　　　　if (0 == my_malloc_handler) {__THROW_BAD_ALLOC;}

　　　　(*my_molloc_handler)(); // 尝试释放内存操作

　　　　result = malloc(n); // 再次尝试分配内存

　　　　if (result) return result;

　　}

}

SGI是用malloc而不是::operator new分配内存，主要可能是由于历史因素，另外，new没有realloc的功能；SGI不能使用C++的set_new_handler()，也是因为他没有使用::operator new，因此需要定义一个类似的功能，如上。

第二级维护16个内存自由链表(free_list)，size从8B，16B，24B，...，128B的16个链表free_list，当用户请求内存时，从合适的链表给出内存，以解决小内存块产生的碎片，以防浪费。

free_list节点结构：

union obj

{

　　union obj * free_list_link;

　　char data[1]; // 实际内存

};  // 使用union定义节点，不至于像struct那样浪费一个指针的空间

内存池：

每个free_list维护一个链表，当链表空间不足时需要向内存池申请，如果内存池有内存，则尽可能的给出内存量给free_list[i],如果内存池已经空了，只能从系统的heap空间申请内存，此时申请的内存量一般为需求量的2倍+随配置次数增大的附加量。

如：free_list[5]没有内存了，需要从内存池中申请，此时内存池如果有标准量（如20），则给出20块；如果不够，则都给出，并返回给出的块数；然后1块交出，其余放入free_list[5]中链表维护.

如：free_list[9]没有内存了，从内存池申请时，内存池也没有了，则内存池向系统申请内存，大小为配置的两倍+x，成功则按上述方法分配；如果失败，则转由第一级配置器处理（可以处理内存不足时策略，如释放内存等）。

SGI的uninitialized_copy和uninitialized_fill：

在容器的构造中，分成两步：1. 分配足够大的内存空间; 2. 在每个位置上进行构造函数.

uninitialized_copy和uninitialized_fill就是第二个步骤做的事情，将对应位置的内存进行构造，copy构造或用某个x构造。并且他们具有“commit or rollback”语义，即要么全初始化成功，要么就全初始化失败。