支持多线程的内存分配器__gnu_cxx::__mt_alloc

__gnu_cxx::__mt_alloc 是stl 拓展库的支持多线程应用的内存分配器。

1、__mt_alloc组成部分

 __gnu_cxx::__mt_alloc是一个固定大小（2的幂）内存的分配器，最初是为多线程应用程序（以下简称为MT程序）设计的。经过多年的改进，现在它在单线程应用程序（以下简称为ST程序）里也有出色的表现了。

 (1)线程支持参数

template  class __pool

这个类表示是否支持线程，然后对多线程（bool==true）和单线程（bool==false）情况进行显式特化。可以用定制的参数来替代这个类。

(2)把内存池关联到通用或专用方案的policy类

对于policy类，至少有2种不同的风格，每种都可以和上面不同的内存池参数单独搭配：

策略一:

__common_pool_policy，实现了一个通用内存池，即使分配的对象类型不同，比如char和long，也使用同一个的内存池。这是默认的策略。

template
    struct __common_pool_policy

    template
    struct __per_type_pool_policy

策略二:

__per_type_pool_policy，对每个对象类型都实现了一个单独的内存池，于是char和long会使用不同的内存池。这样可以对某些类型进行单独调整。

(3)实际的内存分配器类

实际的内存分配器：

template
    class __mt_alloc : public __mt_alloc_base<_Tp>,  _Poolp

这个类有标准库要求的接口，比如allocate和deallocate函数等。 

 (4)描述内存池特征的参数

有些配置参数可以修改，或调整。有一个嵌套类：包含了所有可调的参数，即：

struct __pool_base::_Tune

 代码：默认配置（8字节对齐，128字节以上的内存直接用new分配，可分配的最小的内存块大小8字节，每次从os申请的内存块的大小为4080字节，可支持的最多的线程数是4096，单线程能保存的空闲块的百分比为10%，是否直接使用new和delete 根据 是否设置 getenv("GLIBCXX_FORCE_NEW")

    // Variables used to configure the behavior of the allocator,
    // assigned and explained in detail below.
    struct _Tune
     {
      // Compile time constants for the default _Tune values.
      enum { _S_align = 8 };
      enum { _S_max_bytes = 128 };
      enum { _S_min_bin = 8 };
      enum { _S_chunk_size = 4096 - 4 * sizeof(void*) };
      enum { _S_max_threads = 4096 };
      enum { _S_freelist_headroom = 10 };

特性：

1)字节对齐

2)多少字节以上的内存直接用new分配

3)可分配的最小的内存块大小

4)每次从OS申请的内存块的大小

5)可支持的最多线程数目

6)单个线程能保存的空闲块的百分比（超过的空闲块会归还给全局空闲链表）

7）是否直接使用new和delete

可以通过接口来设置和获取这个参数

const _Tune&
    _M_get_options() const
    { return _M_options; }

    void
    _M_set_options(_Tune __t)
    { 
      if (!_M_init)
	_M_options = __t;
    }

对这些参数的调整必须在任何内存分配动作之前，即内存分配器初始化的时候，比如： 

#include 
struct pod
{
  int i;
  int j;
};

int main()
{
  typedef pod value_type;
  typedef __gnu_cxx::__mt_alloc allocator_type;
  typedef __gnu_cxx::__pool_base::_Tune tune_type;

  tune_type t_default;
  tune_type t_opt(16, 5120, 32, 5120, 20, 10, false);//16字节对齐，5120字节以上的内存直接用new分配，可分配的最小的内存块大小32字节，每次从os申请的内存块的大小为5120字节，可支持的最多的线程数是20，单线程能保存的空闲块的百分比为10%
  tune_type t_single(16, 5120, 32, 5120, 1, 10, false);

  tune_type t;
  t = allocator_type::_M_get_options();  
  allocator_type::_M_set_options(t_opt);
  t = allocator_type::_M_get_options();  

  allocator_type a;
  allocator_type::pointer p1 = a.allocate(128);
  allocator_type::pointer p2 = a.allocate(5128);

  a.deallocate(p1, 128);
  a.deallocate(p2, 5128);

  return 0;
}

2、基类配置初始化

(1)基类配置

首次调用allocate()时，也会调用_S_init()函数。MT程序里，为了保证只被调用一次，我们使用了__gthread_once（参数是_S_once_mt和_S_init）函数；在