STL六大组件 之 空间配置器

空间配置器存在的原因：

①频繁的申请和释放空间，就会频繁地调用malloc和free函数，函数调用时栈帧的开辟和回退，这些都是有开销的，就会降低运行的效率。

②频繁的申请和和释放空间，会造成内存碎片的问题。使得即使有足够的空间，也申请不到一个连续的空间。

 

SGI 标准的空间配置器：std::allocator， 它符合部分标准，但效率不佳，它只是把以下两个函数::operator new（只分配内存）和::operator delete（只回收内存）做了一层薄薄的包装而已（一般不使用）。

SGI 特殊的空间配置器：std::alloc 配置器定义在之中，SGI内包含两个文件：

 

1、#include   定义了一、二级配置器，负责内存空间的内配和释放，配置其名为alloc。

一级配置器：template

class _malloc_alloc_template{…};

         其中：①allocate()直接使用malloc()；deallocate()直接使用free()。

                    ②模拟C++的set_new_hander()以处理内存不足的情况。

二级配置器：template

class _default_alloc_template{…};

其中：①维护16个自由链表（free lists）,负责维护16种小型区块的次配置能力。

                                     内存池（memory poll）以malloc()配置而得。

                                     如果内存不足，转调用第一级配置器（那儿有处理程序）。

②如果需求区块大于128bytes，就调用一级配置器。需求区块小于128bytes时，采用内存池整理方式，不再求助于一级配置器。

       对于是只开放一级配置器，还是同时开放二级配置器，取决于_USE_MALLOC是否被定义（如果定义：一级配置器；否则：二级配置器）

       在这两个配置器之上还有一层包装：simple_alloc ,使alloc具备标准接口。

SGI STL 容器的定义中默认使用二级空间配置器。

整个空间配置过程以一个例子说明：

       当vector需要扩容时，有三个步骤：1.重新配置空间，2.将原空间数据复制到新分配的空间，3. 释放原空间

在第一步重新配置空间中，就需要通过空间配置器去进行空间分配。

具体：

1、需配置空间大小n大于128字节，调用一级配置器进行分配。

2、需配置大小n小于128字节:

（1）在二级配置器维护的16个链表（free_list）中找到对接近n且大于n的区块链表，从这个区块中拔出首区块分配出去。

（2）如果free_list中没有合适区块了，则从内存池中分配空间给free_list（默认为20*k）

（3）如果内存池中也没有空间了，则从heap中malloc所需区块大小（以（2）中的默认大小为准）的2倍+附加量给内存池，在递归调用自己重新给free_list分配

（4）如果malloc失败，则从free_list上未使用且足够大的区块中找一块去配置所需区块，再去给用户分配空间

（5）如果free_list中也没有未使用的区块了，则调用一级配置器。因为以及配置器有out_of_memory机制，可以去处理分配失败问题，有机会释放其他的内存拿来此处用，如果失败，发出bad_alloc异常。

 

2、#include    定义了construct() 和destroy()，都是全局函数，负责对象的构造和析构。