sgi stl内存池实现------源码加翻译

class __default_alloc_template {
	enum { unit = 8 };//分配单位  后面直接用8代替
	enum { max_bytes = 128 };//最大分配字节数 后面直接用128代替
	enum { list_size = 16 }; //数组大小  后面直接用16代替

	static char* _S_start_free;//目前内存池的首地址
	static char* _S_end_free;//目前内存池的尾地址
	static size_t _S_heap_size;//内存池的总大小，包括分配和未分配的

	union obj
	{
		union obj* next_obj;//指向下一个内存的地址
		char _M_client_data[1];//内存的首地址
	};

	static obj*  _S_free_list[16];//链表数组

	static size_t _S_round_up(size_t __bytes)//向上取整 8的倍数
	{
		return (((__bytes)+(size_t)8 - 1) & ~((size_t)8 - 1));
	}

	static  size_t _S_freelist_index(size_t __bytes) //根据字节数找到对应的链表数组下标（字节数向上取整8的倍数）
	{
		return (((__bytes)+(size_t)8 - 1) / (size_t)8 - 1);
	}

	// Returns an object of size __n, and optionally adds to size __n free list.
	static void* _S_refill(size_t __n);

	// Allocates a chunk for nobjs of size size.  nobjs may be reduced
	// if it is inconvenient to allocate the requested number.
	static char* _S_chunk_alloc(size_t __size, int& __nobjs);

	// Chunk allocation state.

	class _Lock;//保证线程安全的。构造时加锁，析构时释放
	friend class _Lock;
	class _Lock
	{
	public:
		_Lock() { __NODE_ALLOCATOR_LOCK; }
		~_Lock() { __NODE_ALLOCATOR_UNLOCK; }
	};

	static void* allocate(size_t __n)
	{
		void* __ret = 0;//返回的内存地址
		if (__n > (size_t)128) //如果请求内存大于128b，则调用第一级配置器
		{
			__ret = malloc_alloc::allocate(__n);
		}
		else
		{
			// 根据请求内存大小，找到链表数组负责这个大小的索引位置的地址
			obj** __my_free_list =
				_S_free_list //链表数组首地址
				+ _S_freelist_index(__n);//偏移量（n会向上取整8倍数） 

			_Lock __lock_instance;//加锁

			obj* __RESTRICT __result = *__my_free_list;//取得对应链表的第一块内存

			if (__result == 0)//这个链表不够内存时，调用_S_refill重新从内存池分配
			{
				__ret = _S_refill(_S_round_up(__n));
			}
			else
			{
				*__my_free_list = __result->next_obj;//指向该链表的下一块内存
				__ret = __result;
			}
		}
		return __ret;
	};

	static void deallocate(void* __p, size_t __n)//释放内存块
	{
		if (__n > (size_t)128)//大于128b，调用第一级配置器回收
		{
			malloc_alloc::deallocate(__p, __n);
		}
		else {
			obj**  __my_free_list//找到对应的链表
				= _S_free_list + _S_freelist_index(__n);
			obj* __q = (obj*)__p;

			_Lock __lock_instance;//加锁

			__q->next_obj = *__my_free_list;//回收的内存的下一块内存指向原链表的第一块内存

			*__my_free_list = __q;//链表第一块内存指向被回收的内存
		}
	}

};

char* __default_alloc_template::_S_chunk_alloc(size_t __size, int& __nobjs)
{
	char* __result;
	size_t __total_bytes = __size * __nobjs;//__total_bytes为从内存池上要取得内存块总大小。__nobjs默认为20，但会受条件限制而改变
	size_t __bytes_left = _S_end_free - _S_start_free;//_S_end_free - _S_start_free得到目前内存池剩余的内存

	if (__bytes_left >= __total_bytes) //如果足够20个直接取
	{
		__result = _S_start_free;
		_S_start_free += __total_bytes;
		return(__result);
	}
	else if (__bytes_left >= __size) //如果不够20个且大于1个，则能取多少个就取多少个
	{
		__nobjs = (int)(__bytes_left / __size);
		__total_bytes = __size * __nobjs;
		__result = _S_start_free;
		_S_start_free += __total_bytes;
		return(__result);
	}
	else //当内存池的内存小于一块内存的大小时，先将剩余内存加在数组适当的位置
	{
		size_t __bytes_to_get = 40 * __size + _S_round_up(_S_heap_size >> 4);//从内存里面要得到的内存大小，至少40块

		if (__bytes_left > 0) //把内存池剩余的内存分配到对应的链表中，清空当前内存池，以便后续去处理不连续的内存池里的另一块内存块
		{
			obj** __my_free_list = _S_free_list + _S_freelist_index(__bytes_left);
			((obj*)_S_start_free)->next_obj = *__my_free_list;
			*__my_free_list = (obj*)_S_start_free;
		}
		_S_start_free = (char*)malloc(__bytes_to_get);//调用malloc从内存分配
		if (0 == _S_start_free) //系统内存不足时
		{
			size_t __i;
			obj** __my_free_list;
			obj* __p;

			for (__i = __size; __i <= (size_t)128;__i += (size_t)8)  // 利用好自己拥有的内存，即从其他空闲链表获取内存.
			{
				__my_free_list = _S_free_list + _S_freelist_index(__i);
				__p = *__my_free_list;
				if (0 != __p) {
					*__my_free_list = __p->next_obj;
					_S_start_free = (char*)__p;
					_S_end_free = _S_start_free + __i;
					return(_S_chunk_alloc(__size, __nobjs));//此时调用调用chunk_alloc，就能获取得到足够的内存
				}
			}
			_S_end_free = 0;	// 从其他链表也没获取到内存
			_S_start_free = (char*)malloc_alloc::allocate(__bytes_to_get); // 调用第一级配置器，因为有错误处理函数，也是最后的补救办法了
		}
		_S_heap_size += __bytes_to_get;//当从系统分配到内存时，更新到目前为止的内存总数
		_S_end_free = _S_start_free + __bytes_to_get;
		return(_S_chunk_alloc(__size, __nobjs));//递归调用说不定成功了呢
	}
}                            

void* __default_alloc_template::_S_refill(size_t __n)
{
	int __nobjs = 20;//默认分配20块内存块
	char* __chunk = _S_chunk_alloc(__n, __nobjs);//从内存池获取，返回第一块
	obj** __my_free_list;
	obj* __result;
	obj* __currentobj;
	obj* __next_obj;
	int __i;

	if (1 == __nobjs) return(__chunk);//如果只返回一块内存，直接返回
	__my_free_list = _S_free_list + _S_freelist_index(__n);

	/* Build free list in chunk */
	__result = (obj*)__chunk;//不止一块内存，取出第一块内存
	*__my_free_list = __next_obj = (obj*)(__chunk + __n);//对应链表头部指向第二块内存
	for (__i = 1; ; __i++) {//串联起来
		__currentobj = __next_obj;
		__next_obj = (obj*)((char*)__next_obj + __n);
		if (__nobjs - 1 == __i) {
			__currentobj->next_obj = 0;//最后一块的next为空
			break;
		}
		else {
			__currentobj->next_obj = __next_obj;
		}
	}
	return(__result);
}