STL源碼分析以內存池

時間 2019-12-14

標籤 stl 源碼分析內存简体版

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前言

上一節只分析了第二級配置器是由多個鏈表來存放相同內存大小, 當沒有空間的時候就向內存池索取就好了, 卻沒有具體分析內存池是怎麼保存空間的, 是否是內存池真的有用不完的內存, 本節咱們就具體來分析一下code

內存池

static data template的初始化對象

template <bool threads, int inst>
char *__default_alloc_template<threads, inst>::start_free = 0;  // 內存池的首地址
template <bool threads, int inst>
char *__default_alloc_template<threads, inst>::end_free = 0;    // 內存池的結束地址
template <bool threads, int inst>
size_t __default_alloc_template<threads, inst>::heap_size = 0;  // 屢次調用內存池, 就會更多的是給鏈表分配內存, 這就是一個增量.

這裏代碼註釋寫的很清楚了, 我就提取出來分析一下吧遞歸

內存池的大小大於須要的空間, 直接返回起始地址(nobjs默認設置爲20, 因此每次調用都會給鏈表額外的19個內存塊)

內存池的內存不足以立刻分配那麼多內存, 可是還能知足分配一個即以上的大小, 那就所有分配出去

若是一個對象的大小都已經提供不了了, 先將零碎的內存塊給一個小內存的鏈表來保存, 而後就準備調用malloc申請40塊+額外大小的內存塊(額外內存塊就由heap_size決定), 若是申請失敗跳轉到步驟4, 成功跳轉到步驟6

充分利用更大內存的鏈表, 經過遞歸來調用他們的內存塊

若是仍是沒有內存塊, 直接調用一級配置器來申請內存, 仍是失敗就拋出異常, 成功申請就繼續執行

從新修改內存起始地址和結束地址爲當前申請的地址塊, 從新調用chunk_alloc分配內存

// 內存池
template <bool threads, int inst>
char* __default_alloc_template<threads, inst>::chunk_alloc(size_t size, int& nobjs)
{
    char * result;
    size_t total_bytes = size * nobjs;            // 鏈表須要申請的內存大小
    size_t bytes_left = end_free - start_free;    // 內存池裏面總共還有多少內存空間

      // 內存池的大小大於須要的空間, 直接返回起始地址
    if (bytes_left >= total_bytes) 
    {
        result = start_free;
        start_free += total_bytes;  // 內存池的首地址日後移
        return(result);
    }
    // 內存池的內存不足以立刻分配那麼多內存, 可是還能知足分配一個即以上的大小, 那就按對齊方式所有分配出去
    else if (bytes_left >= size) 
    {
        nobjs = bytes_left/size;
        total_bytes = size * nobjs;
        result = start_free;
        start_free += total_bytes;  // 內存池的首地址日後移
        return(result);
    } 
    else 
    { 
        // 若是一個對象的大小都已經提供不了了, 那就準備調用malloc申請兩倍+額外大小的內存
        size_t bytes_to_get = 2 * total_bytes + ROUND_UP(heap_size >> 4);
        // Try to make use of the left-over piece.
        // 內存池還剩下的零頭內存分給給其餘能利用的鏈表, 也就是毫不浪費一點.
        if (bytes_left > 0) 
        {
            // 鏈表指向申請內存的地址
            obj * __VOLATILE * my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(bytes_left);
            ((obj *)start_free) -> free_list_link = *my_free_list;
            *my_free_list = (obj *)start_free;
        }
        start_free = (char *)malloc(bytes_to_get);
        // 內存不足了
        if (0 == start_free) 
        {
            int i;
            obj * __VOLATILE * my_free_list, *p;
            // 充分利用剩餘鏈表的內存, 經過遞歸來申請
            for (i = size; i <= __MAX_BYTES; i += __ALIGN) 
            {   
                my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(i);
                p = *my_free_list;
                if (0 != p) 
                {
                    *my_free_list = p -> free_list_link;
                    start_free = (char *)p;
                    end_free = start_free + i;
                    return(chunk_alloc(size, nobjs));
                }
            }
            // 若是一點內存都沒有了的話, 就只有調用一級配置器來申請內存了, 而且用戶沒有設置處理例程就拋出異常
            end_free = 0;   // In case of exception.
            start_free = (char *)malloc_alloc::allocate(bytes_to_get);
        }
            // 申請內存成功後從新修改內存起始地址和結束地址, 從新調用chunk_alloc分配內存
            heap_size += bytes_to_get;
            end_free = start_free + bytes_to_get;
            return(chunk_alloc(size, nobjs));
    }   
}