《STL源码剖析》读书笔记－－－第2章 空间配置器

STL空间配置的标准接口：

allocator::value_type
allocator::pointer
allocator::const_pointer
allocator::reference
allocator::const_reference
allocator::size_type
allocator::difference_type

//一个嵌套的class template.class rebind<U>拥有唯一成员other，那allocator::allocator()
allocator::rebind 

//default constructor
allocator::allocator() 

//copy constructor
allocator::allocator(const allocator &) 

//泛化的copy constructor
template<class U>
allocator::allocator(const allocator<U> &) 

//destructor
allocator::~allocator() 

//返回某个对象的地址。算式a.address(x)等同于&x
pointer allocator::address(reference x) const 

//返回某个const对象的地址。算式a.address(x)等同于&x
const_pointer allocator::address(const_referenc x) const 

//配置空间，足以存储n个T对象。第二参数是个提示。实现上可能会利用它来增进区域性，或完全忽略之。
pointer allocator::allocate(size_type n ,const void * = 0 ) 

//归还先前配置的空间
void allocator::deallocate(pointer p ,size_type n)

//返回可成功配置的最大量
size_type allocator::max_size() const

//等同于new((void *)p) T(x)
void allocator::construct(pointer p ,const T& x) 

//等同于p->~T()
void allocator::destory(pointer p)

SGI特殊的空间配置器，std::alloc
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，视之为“足够大”，便调用第一级配置器；当配置区小于128bytes时，视之为“过小”，为了降低额外负担，便采用复杂的memory pool 整理方式，而不再求助于第一级配置器。整个设计究竟只开放第一级配置器，取决于_USE_MALLOC是否被定义：

#ifdef	__USE_MALLOC
...
typedef	__malloc_alloc_template<0> malloc_alloc ;
typedef	malloc_alloc alloc ; //令alloc为第一级配置器
#else

//令alloc为第二级配置器
typedef	__default_alloc_template<__NODE_ALLOCATOR_THREADS,0> alloc ;
#endif /*! __USE_MALLOC*/

SGI STL 第一级配置器 template<int inst> class __malloc_alloc_template {…} ; 其中： 1. allocate()直接使用malloc()，deallocate()直接使用free()。 2. 模拟C++的set_new_handler()以处理内存不足的状况。

第一级配置器以malloc()，free()，realloc()等C函数执行实际的内存配置、释放、重配置操作。

SGI STL 第二级配置器 template<bool threads,int inst> class __default_alloc_template {…} ; 其中： 1. 维护16个自由链表(free lists)，负责16种小型区块的次配置能力。 内存池(memory pool)以malloc()配置而得。如果内存不足，转调用第一级配置器。 2. 如果需求区块大于128byte，就转调用第一级配置器。

SGI第二级配置器的做法是，如果区块够大，超过128bytes时，就移交第一级配置器处理。当区块小于128bytes时，则以内存池(memorypool)管理，此法又称为次层配置(sub-allocation)：每次配置一大块内存，并维护对应之自由链表(free-list)。下次若再有相同大小的内存需求，就直接从free-list中拨出。如果客户端释还小额区块，就由配置器回收到free-list中------是的，别忘了，配置器除了负责配置，也负责回收。为了方便管理，SGI第二级配置器会主动将任何小额区块的内存需求量上调至8的倍数(例如客户端要求30bytes，就自动调整为32bytes)，并维护16个free-lists，各自管理大小分别为8，16，24，32，40，48，56，64，72，80，88，96，104，112，128bytes的小额区块。Free-lists的节点结构如下：

union obj{
	union obj  *free_list_link ;   //没有分配出去时，视为一个指针，指向相同形式的另一个obj。
	char client_data[1] ;  /*被分配出去时，指向实际区块。*/
}