STL源码剖析总结_第二章-空间配置器

2.空间配置器

2.1具备次配置力（sub-allocation）的SGI空间配置器

SGI含有两个空间配置器类，std::allocator内存分配类符合标准，但是仅仅是对operator new和operator delete简单封装一下而已；其次是SGI特殊的内存分配器std::alloc,其中实现采用了内存池，对于分配大量小容量的对象，可以大大减少内存碎片。

SGI标准的空间配置器std::allocator

这是对应的模板内联内存分配函数。实现起来也很简单，注意这里分配的内存仅仅是一块没有使用的空间而已，在上面并没有构造对象，后面讲解如何在上面构造对象。

模板内联内存释放函数，直接调用全局的operator delete释放对应的内存。

SGI特殊的空间配置器Std::alloc class Foo{…}

Foo* pf = new Foo;//配置内存，然后构造对象delete pf;//将对象析构，然后释放内存

new的算是包含两个阶段：

1）调用：：operator new 配置内存

2）调用Foo::Foo()构造对象内容

Delete算式也包含两个阶段

1）调用Foo::~Foo()将对象析构

2）调用：：operator delete释放内存

为了精密分工，STL allocator将两个阶段的操作分开来，内存配置操作由alloc::allocate()负责，内存释放操作由alloc::deallocate()负责；对象构造由：：construct（）负责，对象析构由：：destroy（）负责。

2.stl_alloc.h 内存空间的分配和释放

内部使用malloc在堆中申请内存，其中制造了一个内存池，可以减少小型区块过多而造成的内存碎片问题。

SGI设计了双层级配置器，第一级配置器直接使用malloc()和free（），第二级配置器则视情况采用不同的策略：当配置区块超过128bytes时，采用第一级配置器，当配置区块小于128bytes时，采用第二级配置器，采用复杂的memory pool。它内存池实际上就是内部维护了16个自由链表，预先已经分配好了，当需要从内存池中取内存时候，直接从对应链表取出即可；当释放内存到内存池时候，直接将内存插入链表即可。每个链表中节点分别占用8、16、24、32、40、48、52、64、72、80、88、96、104、112、120、128字节。

举例：

2.2 内存操作全局函数

1、uninitialized_copy

将迭代器[first , last)范围内的内容拷贝到result指定的区域。如果first是char 或wchar 那么直接使用memmove拷贝即可，如果first不是上述类型，则通过辨别

是否是POD类型来选择构造函数或者copy拷贝。

uninitialized_copy使我们能够将内存的配置和对象的构造行为分离。

2、uninitialized_fill

将[first , last)迭代器指定范围的内存，通过x初始化。换句话说，该函数会针对操作范围内的每个迭代器i，调用construct(&*I,x),在i所指之处产生x的复制品。与uninitialied_copy()一样，该函数具备“commit or rollback”语义，要么产生所

有必要元素，要么不产生任何元素。如果任何一个copy constructor丢出异常（exception），该函数能够将已产生的所有元素析构掉。

3、uninitialized_fill_n

将[first , first+n)范围内的每一个迭代器都设定为x，总共设定了n个，当是pod 类型，则直接拷贝x到指定的迭代器，不是pod类型，那么在每一个迭代器上以x为初值进行构造。

上述是uninitialized_fill_n对应的简单函数调用关系，重点在于理解POD类型。POD意思就是Plain Old Data，也就是标量类型以及传统的C struct类型。POD类型必须含有无用的构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值运算符函数。因此堆POD 类型可以直接进行字节拷贝初始化，而非POD类型采用最安全的做法，也就是通过对应的构造函数初始化。

总结图：三个内存基本函数的泛型版本与特化版本