配置器(allocator)

配置器(allocator)

配置器:负责空间配置与管理,从实现的角度来看,配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理、空间释放的 class template。

空间配置器:整个 STL 的操作对象(所有的数值)都存放在容器之内,而容器一定需要配置空间以存放内容。

具有次配置力(sub-allocation)的 SGI 空间配置器

SGI STL 的配置器,其名称是 alloc 而不是 allocator,而且不接受任何参数。

SGI STL 的每一个容器都已经指定其缺省的空间配置器为 alloc

template <class T, class Alloc = alloc>  // 缺省使用 alloc 为配置器
class vector {...};

vector<int, std::alloc> iv; 
  • <defalloc.h>----SGI 标准的空间配置器,std::allocator

    allocator 只是基层内存配置/释放行为(::operator::new 和 ::operator::delete)的一层薄薄的包装,并没有考虑到任何效率上的强化。

  • SGI 特殊的空间配置器,std::alloc

    • <stl_construct.h>:定义了全局函数 construct() 和 destroy(),负责对象的构造和析构。
    • <stl_alloc.h>:定义了一、二级配置器,配置器名为 alloc。
    • <stl_uninitialized.h>:定义了全局函数,用来填充(fill)或复制(copy)大块内存数据。
  • 构造和析构基本工具

    具体看 <stl_construct.h> 源码,功能是构造和析构操作。

  • 空间的配置和释放,std::alloc

    • 向 system heap 要求空间
    • 考虑多线程(multi-threads)状态
    • 考虑内存不足时的应变措施
    • 考虑过多 “小型区块” 可能造成的内存碎片问题

    对象构造前的空间配置 和 对象析构后的空间释放,具体看 <stl_alloc.h>

SGI STL 空间配置器的分析

考虑到小型区块可能造成内存碎片问题,SGI 采用两级配置器,第一级配置器直接使用 malloc() 和 free() 实现;第二级配置器使用 memory pool 内存池管理。

第二级配置器的原理:

  • 当配置区块超过 128 bytes,就使用第一级配置器
  • 当配置区块小于 128 bytes,使用内存池管理


参考:
1、https://github.com/steveLauwh/SGI-STL
2、STL源码剖析

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