STL源码剖析：Allocator

SGI标准的空间适配器

SGI标准的适配器名为 std::allocator。该空间适配器只是对c++的::operator new 和 ::operator delete做了一层浅封装，并且由于封装的缘故反而降低了效率。

template <class T>
inline T* allocate(ptrdiff_t size, T*) {set_new_handler(0);T* tmp = (T*)(::operator new (size_t)(size * sizeof(T)));if (tmp == 0) {cerr << "out of memory" << endl;exit(1);}return tmp;
}template <class T>
inline void deallocate(T* buffer) {::operator delete(buffer);
}

SGI特殊的空间适配器

SGI特殊的空间适配器称为 std::alloc

在该适配器中，将new和delete的操作细分为四个操作

• 内存配置由alloc::allocate()负责
• 内存释放由alloc::deallocate()负责
• 对象的构造操作由::construct()负责
• 对象的析构操作由::destroy()负责

构造和析构的基本工具：construct()和destroy()

构造函数construct()通过placement new 在已经分配的内存上调用对象的构造函数

template <class T1, class T2>
inline void construct(T1* p, const T2& value) {new (p) T1(value); 
}

析构函数有两个版本，第一个版本较简单，第二个版本较复杂

//第一个版本：
template <class T>
inline void destroy(T* pointer) {//调用该对象的析构函数pointer->~T();
}

//第二个版本
//析构first到last中的对象
template <class ForwardIterator>
inline void destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last) {__destroy(first, last, value_type(first));
}//判断元素的value type中是否有trivial destructor(不重要的析构函数)
template <class ForwardIterator, class T>
inline void __destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, T*) {typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_destructor trivial_destructor;__destroy_aux(first, last, trivial_destructor());
}//如果元素的数值型别有non_trivial destructor
template <class ForwardIterator>
inline void __destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __false_type) {for ( ; fitst < last; ++first) {destroy(&*first);}
}//如果元素的数值型别有trivial destructor
template <class ForwardIterator>
inline void __destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __true_type) {}//以下是destroy()第二版本针对迭代器char* 和 wchar_t*的特化版
inline void destroy(char*, char*) {}
inline void destroy(wchar_t*, wchar_t*) {}

一级配置器和二级配置器

二级配置器名为__default_alloc_template，其中

• 维护16个自由链表，负责16种小型区块的次配置能力。
• 内存池以malloc配置而得，如果内存不足，转调用一级配置器(一级配置器有处理程序)
• 如果需求区块的大小大于128字节，就转调用第一级配置器

一级配置器名为__malloc_alloc_template,其中

• allocate()直接使用malloc()
• deallocate()直接使用free()
• 模拟c++的set_new_handler()以处理内存不足的状况

空间配置函数allocate()

//n must be > 0
static void* allocate(size_t n) {obj * volatile * my_free_list;obj* result;//大于128字节就调用第一级配置器if (n > (size_t) __MAX_BYTES) {return(malloc_alloc::allocate(n));}//寻找16个free lists中适当的一个my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(n);result = *my_free_list;if (result == 0) {//如果没找到可用的node，则重新装填free listvoid *r = refill(ROUND_UP(n));return r;}//调整free list*my_free_list = result->free_list_link;return (result);
}

空间释放函数deallocate()

//p不能为0
static void deallocate(void* p, size_t n) {obj* q = (obj *)p;obj* volatile* my_free_list;//大于128就调用第一级配置器if (n > (size_t)__MAX_BYTES) {malloc_alloc::deallocate(p, n);return;}//寻找对应的free listmy_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(n);//调整free list，回收区块q->free_list_link = *my_free_list;*my_free_list = q;
}