一般我们习惯的c++内存配置如下
class Foo { ... };
Foo* pf = new Foo;
delete pf;
这里的new实际上分为两部分执行。首先是先用::operator new配置内存，然后执行Foo::Foo()构造对象内容。delete也一样，先运行Foo::~Foo()析构对象，再用::operator delete释放内存。在SGI STL中，这两部分分别在<stl_alloc.h>和<stl_construct.h>中。本文讲的便是<stl_alloc.h>中的故事。
SGI STL中将配置器分为两级。第一级直接用malloc和free管理内存，第二级则使用内存池以避免内存碎片。这两级都由simple_alloc包装起来以符合stl标准。如图
第一级由于没有用operator new，所以要自己实现new-handler机制。我仿写的代码如下
#ifndef _MALLOC_ALLOC_H_
#define _MALLOC_ALLOC_H_
//定义内存不足又没有定义相关处理函数时抛出的异常
#ifndef THROW_OOM
# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# define THROW_OOM fprintf(stderr, "out of memory\n"); exit(1)
#endif
#include<stdlib.h>
namespace Chenstl{
//第一级空间配置器，直接用mallloc分配内存
//当需要分配的空间大于MAX_BYTES时使用
class malloc_alloc{
private:
static void *oom_malloc(size_t); //声明时可以只写类型啊。。现在才知道
static void *oom_realloc(void *,size_t);
static void (* malloc_oom_handler)(); //处理malloc时内存不足时的函数指针
public:
static void *allocate(size_t n);
static void decllocate(void *p);
static void *realloc(void *p, size_t new_sz);
//当内存不足时，需要客户端设置handler
static void set_malloc_oom_handler(void(*f)());
};
}
#endif
----------------------------------------------------------------------------------
#include "malloc_alloc.h"
using namespace Chenstl;
void *malloc_alloc::allocate(size_t n)
{
void *result = malloc(n);
if (0 == result) result = oom_malloc(n);
return result;
}
void malloc_alloc::decllocate(void *p)
{
free(p);
}
void * malloc_alloc::realloc(void *p, size_t new_sz)
{
void *result = realloc(p, new_sz);
if (0 == result) result = oom_realloc(p, new_sz);
return result;
}
//当内存不足时，需要客户端设置handler
void malloc_alloc::set_malloc_oom_handler(void(*f)())
{
malloc_oom_handler = f;
}
void(*malloc_alloc::malloc_oom_handler)() = 0;
void *malloc_alloc::oom_malloc(size_t n)
{//不断试图获得内存
void *result;
for (;;) //据说这样比while(1)效果更优
{
if (0 == malloc_oom_handler) THROW_OOM;
(*malloc_oom_handler)();
result = malloc(n);
if (result) return result;
}
}
void *malloc_alloc::oom_realloc(void *p, size_t n)
{
void *result;
for (;;)
{
if (0 == malloc_oom_handler) THROW_OOM;
(*malloc_oom_handler)();
result = realloc(p, n);
if (result) return result;
}
}
malloc_alloc.cpp
如果需要的区块超过128bytes则用第一级，否则用第二级的内存池管理。为了便于管理，配置器会自动将内存需求量上调到8的倍数（要求20bytes时，自动调整为24bytes）。用16个freelist管理内存池，为节省空间，使用union
union obj { //free-lists的节点构造
union obj *next;
char client[1]; //使用者可见
};
获取内存时的代码及步骤如下
void *default_alloc::allocate(size_t n)
{
obj *result = 0;
obj **my_free_list = 0;
if (n > MAX_BYTES)
return malloc_alloc::allocate(n);
//寻找free lists中合适的一个
my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(n);
result = *my_free_list;
if(0 == result)
{//没有找到可用的freelist，从内存池里取出空间
return refill(ROUND_UP(n));
}
//调整freelist
*my_free_list = result->next;
return result;
}
