STL之空間配置器

2021-08-04 03:05:00 字數 3281 閱讀 1735

最近在看侯捷老師寫的stl原始碼剖析,想通過看優秀的**來提高自己的程式設計水平。

首先stl提供了六大元件,彼此可以套用使用。

借助一張從書上截的圖來表明:

container通過allocator來獲取資料儲存空間

algorithms通過迭代器來獲取container的內容,functors可以協助algorithms完成不同策略變化

adapter可以修飾或者套接functor由此可見在stl中空間配置器是非常重要的。

簡單分析下為什麼需要使用空間配置器?

使用空間配置器的原因就是為了解決外碎片

而且我們在使用stl容器的時候,比如vector我們可能需要不斷的去申請記憶體,頻繁的申請小塊記憶體效率是非常低的。而stl是非常重視效率的,因此就有了空間配置器來解決這個問題。

stl空間配置器的框架設計

首先設計一級空間配置器

它使用了 __malloc_alloc_template乙個模板類來實現一級空間配置器的功能,在這裡我可以根據stl給出的簡單的模擬實現它,通過這種方式來了解它到底是如何實現的。

typedef

void(*handle_func)();//handle_func代表乙個函式指標

template

class __malloc_alloc_template

//使用者來設定控制代碼,但是不建議,容易陷入死迴圈

static

void* oom_malloc(size_t size)

_handle();//如果設定了控制代碼,那麼就會一直迴圈,直到申請到了,才會退出

void *ret = malloc(size);

if (ret)}}

static

void* allocate(size_t size)//直接呼叫malloc

}static

void deallocate(void* p, size_t n)//釋放一級空間配置器申請的記憶體

private:

static handle_func _handle;

};

上述就是簡單的一級空間配置器的設計,當然stl設計的還有realloc在這裡我只是簡單的模擬實現以下,沒有寫realloc;

二級空間配置器的設計相較於一級空間配置器的實際就複雜一些

他申請記憶體並不是直接先問系統索要見下圖的過程:

小細節:

if (left_bytes>n)//說明記憶體池中不足n*njobs個位元組,但是足夠n個

else

//說明記憶體池中連n個都不夠

//說明要為狹義記憶體池分配空間了

size_t bytetogets = total_bytes * 2 + round_up(_heapsize >> 4);

//__trace_debug("到系統申請%u bytes給memory pool\n", bytetogets);

_startfree = (char*)malloc(bytetogets);

if (_startfree == null)//說明記憶體已經吃緊,到更大的自由鍊錶中去獲取空間

}//如果還是沒有分配到記憶體,也不要灰心,繼續呼叫一級空間配置器

_startfree = (char*)__malloc_alloc_template<0>::allocate(bytetogets);

}//說明一定分配記憶體成功了

_heapsize = _heapsize + bytetogets;

_endfree = _startfree + bytetogets;

return chunk(n, nobjs);}}

static

void* allocate(size_t n)

//__trace_debug("呼叫二級空間配置器申請%u bytes\n", n);

size_t index = freelist_index(n);//計算在自由鍊錶下對應的下標

if (_freelist[index])//說明自由鍊錶不空

//說明自由鍊錶對應的位置沒有儲存空間,此時我們需要去問記憶體池索要;

else

}static

char* refill(size_t n)//實際上返回我們需要的,並且將剩餘的掛在相應的自由鍊錶下面

else

cur->free_list_link = null;

return ret;}}

static

void deallocate(void* ptr, size_t n)

else

//並沒有真正的釋放,而是掛在了自由鍊錶下面

}private:

enum ;

enum ;

enum ;

union obj ;//管理自由鍊錶

//狹義記憶體池

static obj*_freelist[__nfreelists];

static

char*_startfree;

static

char*_endfree;

static size_t _heapsize;

};

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