《STL原始碼剖析》空間配置器（三）

一、空間的配置與釋放，std::alloc

物件構造前的空間配置和物件析構後的空間釋放，由負責，sgi對此的設計哲學如下：

1. 向 system heap 要求空間。

2. 考慮多執行緒（multi-threads）狀態。

3. 考慮記憶體不足時的應變措施。

4. 考慮過多「小型區塊」可能造成的記憶體碎片（fragment）問題。

考慮到小型區塊所可能造成的記憶體破碎問題，sgi設計了雙層級配置器，第一級配置器直接使用 malloc() 和 free() ,第二級配置器則視情況採用不同的策略：當配置區塊超過 128 bytes時，視之為「足夠大」，便呼叫第一級配置器；當配置區塊小於 128 bytes時，視之為「過小」，為了降低額外負擔，便採用複雜的 memory pool 整理方式，而不再求助於第一級配置器。

在sgi的整個設計究竟只開放第一級配置器，或是同時開放第二級配置器，取決於 __use_malloc 是否被定義。

#ifdef  __use_malloc
...typedef __malloc_alloc_template<0> malloc_alloc;
typedef malloc_alloc alloc; // 令 alloc 為第一級配置器
#else
...// 令 alloc 為第二級配置器
typedef __default_alloc_template<__node_allocator_threads, 0> alloc;
#endif /* ! __use_malloc */

其中 __malloc_alloc_template 就是第一級配置器，__default_alloc_template 就是第二級配置器。sgi stl並未定義 __use_malloc,所以sgi使用第二級配置器。

sgi 還為 alloc 包裝了乙個介面如下，使配置器的介面能夠符合 stl 規格：

templateclass ******_alloc 
static t *allocate(void)
static void deallocate(t *p, size_t n)
static void deallocate(t *p)
};

其內部四個成員函式其實都是單純的轉呼叫，呼叫傳遞給配置器的成員函式。sgi stl容器全部使用這個 ******_alloc 介面。

二、第一級配置器 __malloc_alloc_template 剖析

// 注意，無"template型別引數"。至於"非型別引數"inst，則完全沒派上用場
template class __malloc_alloc_template 
static void deallocate(void *p, size_t /* n */)
static void * reallocate(void *p, size_t /* old_sz */, size_t new_sz)
// 以下**c++的 set_new_handler()。換句話說，可以通過它
// 指定你自己的 out-of-memory handler
static void (* set_malloc_handler(void (*f)()))()
};// malloc_alloc out-of-memory handling
#ifndef __stl_static_template_member_bug
// 初值為 0。有待客端設定
template void (* __malloc_alloc_template::__malloc_alloc_oom_handler)() = 0;
#endif
template void * __malloc_alloc_template::oom_malloc(size_t n)
(*my_malloc_handler)(); // 呼叫處理例程，企圖釋放記憶體
result = malloc(n); // 再次嘗試配置記憶體
if (result) return(result);
}}template void * __malloc_alloc_template::oom_realloc(void *p, size_t n)
(*my_malloc_handler)(); // 呼叫處理例程，企圖釋放記憶體
result = realloc(p, n); // 再次嘗試配置記憶體
if (result) return(result);
}}// 注意，以下直接將引數 inst 指定為 0
typedef __malloc_alloc_template<0> malloc_alloc;

第一級配置器以 malloc()，free()，realloc()等 c 函式執行實際的記憶體配置、釋放、重配置操作，並實現出類似 c++ new-handler 的機制。（所謂 c++ new handler 機制是，你可以要求系統在記憶體配置需求無法被滿足時，呼叫乙個你所指定的函式。換句話說，一旦 ::operator new 無法完成任務，在丟出 std::bad_alloc 異常狀態之前，會先呼叫由客端指定的處理例程。）

設計「記憶體不足處理例程」是客端的責任，設定「記憶體不足處理例程」也是客端的責任。

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