bullet HashMap 內存緊密的哈希表
last modified time：2014-11-9 14:07:00css
bullet 是一款開源物理引擎，它提供了碰撞檢測、重力模擬等功能，不少3D遊戲、3D設計軟件（如3D Mark）使用它做爲物理引擎。node
做爲物理引擎，對速度的要求是很是苛刻的；bullet項目之因此可以發展到今天，很大程度取決於它在速度上優異的表現。c++
翻閱bullet的源碼就能看到不少源碼級別的優化，本文將介紹的HashMap就是一個典例。算法
bullet項目首頁：http://bulletphysics.org/
數組
注：bullet不少函數定義了Debug版和Release版兩個版本，本文僅以Release版爲例。數據結構
btAlignedAllocator的接口定義
///The btAlignedAllocator is a portable class for aligned memory allocations.
///Default implementations for unaligned and aligned allocations can be overridden by a custom allocator
// using btAlignedAllocSetCustom and btAlignedAllocSetCustomAligned.
template < typename T , unsigned Alignment >
class btAlignedAllocator {
typedef btAlignedAllocator< T , Alignment > self_type;
public:
//just going down a list:
btAlignedAllocator() {}
/*
btAlignedAllocator( const self_type & ) {}
*/
template < typename Other >
btAlignedAllocator( const btAlignedAllocator< Other , Alignment > & ) {}
typedef const T* const_pointer;
typedef const T& const_reference;
typedef T* pointer;
typedef T& reference;
typedef T value_type;
pointer address ( reference ref ) const { return &ref; }
const_pointer address ( const_reference ref ) const { return &ref; }
pointer allocate ( size_type n , const_pointer * hint = 0 ) {
(void)hint;
return reinterpret_cast< pointer >(btAlignedAlloc( sizeof(value_type) * n , Alignment ));
}
void construct ( pointer ptr , const value_type & value ) { new (ptr) value_type( value ); }
void deallocate( pointer ptr ) {
btAlignedFree( reinterpret_cast< void * >( ptr ) );
}
void destroy ( pointer ptr ) { ptr->~value_type(); }
template < typename O > struct rebind {
typedef btAlignedAllocator< O , Alignment > other;
};
template < typename O >
self_type & operator=( const btAlignedAllocator< O , Alignment > & ) { return *this; }
friend bool operator==( const self_type & , const self_type & ) { return true; }
};
void* btAlignedAllocInternal (size_t size, int alignment); void btAlignedFreeInternal (void* ptr); #define btAlignedAlloc(size,alignment) btAlignedAllocInternal(size,alignment) #define btAlignedFree(ptr) btAlignedFreeInternal(ptr)而btAlignedAllocInternal/btAlignedFreeInternal及其定製化的實現爲：
static btAlignedAllocFunc *sAlignedAllocFunc = btAlignedAllocDefault;
static btAlignedFreeFunc *sAlignedFreeFunc = btAlignedFreeDefault;
void btAlignedAllocSetCustomAligned(btAlignedAllocFunc *allocFunc, btAlignedFreeFunc *freeFunc)
{
sAlignedAllocFunc = allocFunc ? allocFunc : btAlignedAllocDefault;
sAlignedFreeFunc = freeFunc ? freeFunc : btAlignedFreeDefault;
}
void* btAlignedAllocInternal (size_t size, int alignment)
{
gNumAlignedAllocs++; // 和gNumAlignedFree結合用來檢查內存泄露
void* ptr;
ptr = sAlignedAllocFunc(size, alignment);
// printf("btAlignedAllocInternal %d, %x\n",size,ptr);
return ptr;
}
void btAlignedFreeInternal (void* ptr)
{
if (!ptr)
{
return;
}
gNumAlignedFree++; // 和gNumAlignedAllocs 結合用來檢查內存泄露
// printf("btAlignedFreeInternal %x\n",ptr);
sAlignedFreeFunc(ptr);
}
// The developer can let all Bullet memory allocations go through a custom memory allocator, using btAlignedAllocSetCustom void btAlignedAllocSetCustom(btAllocFunc *allocFunc, btFreeFunc *freeFunc); // If the developer has already an custom aligned allocator, then btAlignedAllocSetCustomAligned can be used. // The default aligned allocator pre-allocates extra memory using the non-aligned allocator, and instruments it. void btAlignedAllocSetCustomAligned(btAlignedAllocFunc *allocFunc, btAlignedFreeFunc *freeFunc);
不管是否認制本身的Alloc/Free（或AllignedAlloc/AlignedFree），bullet內的其餘數據結構都使用btAlignedAllocator做爲內存分配（回收）的接口。隨後將會看到，btAlignedAllocator的定製化設計與std::allocator的不一樣，文末詳細討論。less
btAlignedAllocator的內存對齊
btAlignedAllocator除了定製化與std::allocator不一樣外，還增長了內存對齊功能（從它的名字也能看得出來）。繼續查看btAlignedAllocDefault/btAlignedFreeDefault的定義（btAlignedAllocator.{h|cpp}）能夠看到：ide
#if defined (BT_HAS_ALIGNED_ALLOCATOR)
#include <malloc.h>
static void *btAlignedAllocDefault(size_t size, int alignment)
{
return _aligned_malloc(size, (size_t)alignment); // gcc 提供了
}
static void btAlignedFreeDefault(void *ptr)
{
_aligned_free(ptr);
}
#elif defined(__CELLOS_LV2__)
#include <stdlib.h>
static inline void *btAlignedAllocDefault(size_t size, int alignment)
{
return memalign(alignment, size);
}
static inline void btAlignedFreeDefault(void *ptr)
{
free(ptr);
}
#else // 當前編譯環境沒有 對齊的（aligned）內存分配函數
static inline void *btAlignedAllocDefault(size_t size, int alignment)
{
void *ret;
char *real;
real = (char *)sAllocFunc(size + sizeof(void *) + (alignment-1)); // 1. 多分配一點內存
if (real) {
ret = btAlignPointer(real + sizeof(void *),alignment); // 2. 指針調整
*((void **)(ret)-1) = (void *)(real); // 3. 登記實際地址
} else {
ret = (void *)(real);
}
return (ret);
}
static inline void btAlignedFreeDefault(void *ptr)
{
void* real;
if (ptr) {
real = *((void **)(ptr)-1); // 取出實際內存塊 地址
sFreeFunc(real);
}
}
#endif
bullet自己也實現了一個對齊的（aligned）內存分配函數，在系統沒有對齊的內存分配函數的狀況下，也能保證btAlignedAllocator::acllocate返回的地址是按特定字節對齊的。函數
下面就來分析btAlignedAllocDefault / btAlignedFreeDefault是如何實現aligned allocation / free的。sAllocFunc/sFreeFunc的定義及初始化：佈局
static void *btAllocDefault(size_t size)
{
return malloc(size);
}
static void btFreeDefault(void *ptr)
{
free(ptr);
}
static btAllocFunc *sAllocFunc = btAllocDefault;
static btFreeFunc *sFreeFunc = btFreeDefault;
bullet同時提供了，AllocFunc/FreeFunc的定製化：
void btAlignedAllocSetCustom(btAllocFunc *allocFunc, btFreeFunc *freeFunc)
{
sAllocFunc = allocFunc ? allocFunc : btAllocDefault;
sFreeFunc = freeFunc ? freeFunc : btFreeDefault;
}默認狀況下sAllocFunc/sFreeFunc就是malloc/free，btAlignedAllocDefault中可能使人疑惑的是——爲何要多分配一點內存？後面的btAlignPointer有什麼用？
再來看看bullet是如何實現指針對齊的（btScalar.h）：
///align a pointer to the provided alignment, upwards
template <typename T>T* btAlignPointer(T* unalignedPtr, size_t alignment)
{
struct btConvertPointerSizeT
{
union
{
T* ptr;
size_t integer;
};
};
btConvertPointerSizeT converter;
const size_t bit_mask = ~(alignment - 1);
converter.ptr = unalignedPtr;
converter.integer += alignment-1;
converter.integer &= bit_mask;
return converter.ptr;
}
接下來分析btAlignPointer是如何調整指針的？
實際調用btAlignPointer時，使用的alignment都是2的指數，如btAlignedObjectArray使用的是16，下面就以16進行分析。
先假設unalignedPtr是alignment（16）的倍數，則converter.integer += alignment-1; 再 converter.integer &= bit_mask以後，unalignedPtr的值不變，仍是alignment（16）的倍數。
再假設unalignedPtr不是alignment（16）的倍數，則converter.integer += alignment-1; 再converter.integer &= bit_mask以後，unalignedPtr的值將被上調到alignment（16）的倍數。
因此btAlignPointer可以將unalignedPtr對齊到alignment倍數。】
明白了btAlignPointer的做用，天然可以明白btAlignedAllocDefault中爲何多申請一點內存，申請的大小是size + sizeof(void *) + (alignment-1)：
若是sAllocFunc返回的地址已經按照alignment對齊，則sizeof(void*)和sizeof(alignment-1)及btAlignedAllocDefault的返回值關係以下圖所示：
void*前面的alignment-sizeof(void*)字節和尾部的sizeof(size)-1字節的內存會被浪費，不過很小（相對內存條而言）管他呢！
若是sAllocFunc返回的地址沒能按alignment對齊，則sizeof(void*)和sizeof(alignment-1)及btAlignedAllocDefault的返回值關係以下圖所示：
PS: 順便一提，爲何須要內存對齊？簡單地說，按照機器字長倍數對齊的內存，CPU訪問的速度更快；具體來講，則要根據具體CPU和總線控制器的廠商文檔來討論的，那將涉及不少平臺、硬件細節，因此本文不對該話題着墨太多。
btAlignedObjectArray——bullet的動態數組
btAlignedObjectArray的做用與STL的vector相似（如下稱std::vector），都是動態數組，btAlignedObjectArray的數據成員（data member）聲明以下：
template <typename T>
class btAlignedObjectArray
{
btAlignedAllocator<T , 16> m_allocator; // 沒有data member，不會增長內存
int m_size;
int m_capacity;
T* m_data;
//PCK: added this line
bool m_ownsMemory;
// ... 省略
};
btAlignedObjectArray同時封裝了QuickSort，HeapSort，BinarySearch，LinearSearch函數，可用於排序、查找，btAlignedObjectArray的全部成員函數（member function）定義以下：
template <typename T>
//template <class T>
class btAlignedObjectArray
{
btAlignedAllocator<T , 16> m_allocator;
int m_size;
int m_capacity;
T* m_data;
//PCK: added this line
bool m_ownsMemory;
#ifdef BT_ALLOW_ARRAY_COPY_OPERATOR
public:
SIMD_FORCE_INLINE btAlignedObjectArray<T>& operator=(const btAlignedObjectArray<T> &other);
#else//BT_ALLOW_ARRAY_COPY_OPERATOR
private:
SIMD_FORCE_INLINE btAlignedObjectArray<T>& operator=(const btAlignedObjectArray<T> &other);
#endif//BT_ALLOW_ARRAY_COPY_OPERATOR
protected:
SIMD_FORCE_INLINE int allocSize(int size);
SIMD_FORCE_INLINE void copy(int start,int end, T* dest) const;
SIMD_FORCE_INLINE void init();
SIMD_FORCE_INLINE void destroy(int first,int last);
SIMD_FORCE_INLINE void* allocate(int size);
SIMD_FORCE_INLINE void deallocate();
public:
btAlignedObjectArray();
~btAlignedObjectArray();
///Generally it is best to avoid using the copy constructor of an btAlignedObjectArray,
// and use a (const) reference to the array instead.
btAlignedObjectArray(const btAlignedObjectArray& otherArray);
/// return the number of elements in the array
SIMD_FORCE_INLINE int size() const;
SIMD_FORCE_INLINE const T& at(int n) const;
SIMD_FORCE_INLINE T& at(int n);
SIMD_FORCE_INLINE const T& operator[](int n) const;
SIMD_FORCE_INLINE T& operator[](int n);
///clear the array, deallocated memory. Generally it is better to use array.resize(0),
// to reduce performance overhead of run-time memory (de)allocations.
SIMD_FORCE_INLINE void clear();
SIMD_FORCE_INLINE void pop_back();
///resize changes the number of elements in the array. If the new size is larger,
// the new elements will be constructed using the optional second argument.
///when the new number of elements is smaller, the destructor will be called,
// but memory will not be freed, to reduce performance overhead of run-time memory (de)allocations.
SIMD_FORCE_INLINE void resizeNoInitialize(int newsize);
SIMD_FORCE_INLINE void resize(int newsize, const T& fillData=T());
SIMD_FORCE_INLINE T& expandNonInitializing( );
SIMD_FORCE_INLINE T& expand( const T& fillValue=T());
SIMD_FORCE_INLINE void push_back(const T& _Val);
/// return the pre-allocated (reserved) elements, this is at least
// as large as the total number of elements,see size() and reserve()
SIMD_FORCE_INLINE int capacity() const;
SIMD_FORCE_INLINE void reserve(int _Count);
class less
{ public:
bool operator() ( const T& a, const T& b ) { return ( a < b ); }
};
template <typename L>
void quickSortInternal(const L& CompareFunc,int lo, int hi);
template <typename L>
void quickSort(const L& CompareFunc);
///heap sort from http://www.csse.monash.edu.au/~lloyd/tildeAlgDS/Sort/Heap/
template <typename L>
void downHeap(T *pArr, int k, int n, const L& CompareFunc);
void swap(int index0,int index1);
template <typename L>
void heapSort(const L& CompareFunc);
///non-recursive binary search, assumes sorted array
int findBinarySearch(const T& key) const;
int findLinearSearch(const T& key) const;
void remove(const T& key);
//PCK: whole function
void initializeFromBuffer(void *buffer, int size, int capacity);
void copyFromArray(const btAlignedObjectArray& otherArray);
};
btAlignedObjectArray和std::vector相似，各成員函數的具體實現這裏再也不列出。
std::unordered_map的內存佈局
btHashMap的內存佈局與咱們常見的HashMap的內存佈局大相徑庭，爲了和btHashMap的內存佈局對比，這裏先介紹一下std::unordered_map的內存佈局。
GCC中std::unordered_map僅是對_Hahstable的簡單包裝，_Hashtable的數據成員定義以下：
__bucket_type* _M_buckets;
size_type _M_bucket_count;
__before_begin _M_bbegin;
size_type _M_element_count;
_RehashPolicy _M_rehash_policy;其中，size_type爲std::size_t的typedef；而_RehashPlolicy是具體的策略類，只有成員函數定義，沒有數據成員（這是一種被稱做Policy Based的設計範式，具體可參閱《Modern C++ Design》，中譯本名爲《C++設計新思惟》，由侯捷先生翻譯）。
繼續跟蹤_bucket_type，能夠看到（_Hashtable）：
using __bucket_type = typename __hashtable_base::__bucket_type;和（__hashtable_base）：
using __node_base = __detail::_Hash_node_base;
using __bucket_type = __node_base*;
至此，才知道_M_buckets的類型爲：_Hash_node_base**
繼續追蹤，能夠看到_Hash_node_base的定義：/**
* struct _Hash_node_base
*
* Nodes, used to wrap elements stored in the hash table. A policy
* template parameter of class template _Hashtable controls whether
* nodes also store a hash code. In some cases (e.g. strings) this
* may be a performance win.
*/
struct _Hash_node_base
{
_Hash_node_base* _M_nxt;
_Hash_node_base() : _M_nxt() { }
_Hash_node_base(_Hash_node_base* __next) : _M_nxt(__next) { }
};
從_Hashtable::_M_buckets（二維指針）和_Hash_node_base的_M_nxt的類型（指針），能夠猜想Hashtable的內存佈局——buckets數組存放hash值相同的node鏈表的頭指針，每一個bucket上掛着一個鏈表。
繼續看__before_begin的類型（_Hashtable）：
using __before_begin = __detail::_Before_begin<_Node_allocator_type>;繼續跟蹤：
/**
* This type is to combine a _Hash_node_base instance with an allocator
* instance through inheritance to benefit from EBO when possible.
*/
template<typename _NodeAlloc>
struct _Before_begin : public _NodeAlloc
{
_Hash_node_base _M_node;
_Before_begin(const _Before_begin&) = default;
_Before_begin(_Before_begin&&) = default;
template<typename _Alloc>
_Before_begin(_Alloc&& __a)
: _NodeAlloc(std::forward<_Alloc>(__a))
{ }
};根據對STL雙鏈表std::list的瞭解，能夠猜想Berfore_begin的做用，極可能和雙鏈表的「頭部的多餘的一個節點」相似，只是爲了方便迭代器（iterator）迭代，經過_Hashtable::begin()能夠獲得驗證：
iterator
begin() noexcept
{ return iterator(_M_begin()); }
__node_type*
_M_begin() const
{ return static_cast<__node_type*>(_M_before_begin()._M_nxt); }
const __node_base&
_M_before_begin() const
{ return _M_bbegin._M_node; }
實際存放Value的node類型爲下面兩種的其中一種（按Hash_node_base的註釋，Key爲string時可能會用第一種，以提高性能）：
/**
* Specialization for nodes with caches, struct _Hash_node.
*
* Base class is __detail::_Hash_node_base.
*/
template<typename _Value>
struct _Hash_node<_Value, true> : _Hash_node_base
{
_Value _M_v;
std::size_t _M_hash_code;
template<typename... _Args>
_Hash_node(_Args&&... __args)
: _M_v(std::forward<_Args>(__args)...), _M_hash_code() { }
_Hash_node*
_M_next() const { return static_cast<_Hash_node*>(_M_nxt); }
};
/**
* Specialization for nodes without caches, struct _Hash_node.
*
* Base class is __detail::_Hash_node_base.
*/
template<typename _Value>
struct _Hash_node<_Value, false> : _Hash_node_base
{
_Value _M_v;
template<typename... _Args>
_Hash_node(_Args&&... __args)
: _M_v(std::forward<_Args>(__args)...) { }
_Hash_node*
_M_next() const { return static_cast<_Hash_node*>(_M_nxt); }
};
下面經過insert源碼的追蹤，證明咱們對hashtable內存佈局的猜測：
_Hashtable::insert：
template<typename _Pair, typename = _IFconsp<_Pair>>
__ireturn_type
insert(_Pair&& __v)
{
__hashtable& __h = this->_M_conjure_hashtable();
return __h._M_emplace(__unique_keys(), std::forward<_Pair>(__v));
}
_Hashtable::_M_emplace（返回值類型寫得太複雜，已刪除）：
_M_emplace(std::true_type, _Args&&... __args)
{
// First build the node to get access to the hash code
__node_type* __node = _M_allocate_node(std::forward<_Args>(__args)...); // 申請鏈表節點 __args爲 pair<Key, Value> 類型
const key_type& __k = this->_M_extract()(__node->_M_v); // 從節點中抽取 key
__hash_code __code;
__try
{
__code = this->_M_hash_code(__k);
}
__catch(...)
{
_M_deallocate_node(__node);
__throw_exception_again;
}
size_type __bkt = _M_bucket_index(__k, __code); // 尋找buckets上的對應hash code對應的index
if (__node_type* __p = _M_find_node(__bkt, __k, __code)) // 在bucket所指鏈表上找到實際節點
{
// There is already an equivalent node, no insertion
_M_deallocate_node(__node);
return std::make_pair(iterator(__p), false);
}
// Insert the node
return std::make_pair(_M_insert_unique_node(__bkt, __code, __node),
true);
}
_Hashtable::_M_find_node：
__node_type*
_M_find_node(size_type __bkt, const key_type& __key,
__hash_code __c) const
{
__node_base* __before_n = _M_find_before_node(__bkt, __key, __c);
if (__before_n)
return static_cast<__node_type*>(__before_n->_M_nxt);
return nullptr;
}
_Hashtable::_M_find_before_node（返回值類型寫得太複雜，已刪除）：
_M_find_before_node(size_type __n, const key_type& __k,
__hash_code __code) const
{
__node_base* __prev_p = _M_buckets[__n]; // 取出頭指針
if (!__prev_p)
return nullptr;
__node_type* __p = static_cast<__node_type*>(__prev_p->_M_nxt);
for (;; __p = __p->_M_next()) // 遍歷鏈表
{
if (this->_M_equals(__k, __code, __p)) // key匹配？
return __prev_p;
if (!__p->_M_nxt || _M_bucket_index(__p->_M_next()) != __n)
break;
__prev_p = __p;
}
return nullptr;
}
看到_Hashtable::_M_find_before_node的代碼，就驗證了此前咱們對於Hashtable內存佈局的猜測：這和SGI hash_map的實現體hashtable的內存佈局相同（詳情可參考《STL源碼剖析》，侯捷先生著）。
（PS：追蹤起來並不輕鬆，能夠藉助Eclipse等集成開發環境進行）
例如，std::unordered_map<int, int*>背後的Hashtable的一種可能的內存佈局以下：
std::unordered_map的內存佈局是大多數<數據結構>、<算法>類教材給出的「標準作法」，也是比較常見的實現方法。
btHashMap
btHashMap的內存佈局，與「標準作法」大相徑庭，以下可見btHashMap的數據成員（data member）定義：
template <class Key, class Value>
class btHashMap
{
protected:
btAlignedObjectArray<int> m_hashTable;
btAlignedObjectArray<int> m_next;
btAlignedObjectArray<Value> m_valueArray;
btAlignedObjectArray<Key> m_keyArray;
// ... 省略
};能夠看到，btHashMap的將buckets和key, value全放在一塊兒，它的內存佈局可能以下：
接下來經過分析btHashMap的幾個方法的實現，來肯定btHashMap三個btAlignedObjectArray的具體做用。
btHashMap::findIndex
下面來看看btHashMap::findIndex的實現：
int findIndex(const Key& key) const
{
unsigned int hash = key.getHash() & (m_valueArray.capacity()-1); // 依賴 Key::getHash()
if (hash >= (unsigned int)m_hashTable.size())
{
return BT_HASH_NULL;
}
int index = m_hashTable[hash]; // index至關於unordered_map的buckets[hash]的鏈表頭指針
while ((index != BT_HASH_NULL) && key.equals(m_keyArray[index]) == false) // 遍歷鏈表，直到匹配，依賴 Key::equals(Key)
{
index = m_next[index];
}
return index;
}btHashMap::findIndex用到了m_hashTable，它的做用相似於unordered_map的buckets數組；m_next則相似於unordered_map鏈表節點的next指針。
btHashMap::insert
接下來看看btHashMap::insert：
void insert(const Key& key, const Value& value) {
int hash = key.getHash() & (m_valueArray.capacity()-1);
//replace value if the key is already there
int index = findIndex(key); // 找到了<Key, Value>節點
if (index != BT_HASH_NULL)
{
m_valueArray[index]=value; // 找到了，更行value
return;
}
int count = m_valueArray.size(); // 當前已填充數目
int oldCapacity = m_valueArray.capacity();
m_valueArray.push_back(value); // value壓入m_valueArray的尾部，capacity可能增加
m_keyArray.push_back(key); // key壓入m_keyArray的尾部
int newCapacity = m_valueArray.capacity();
if (oldCapacity < newCapacity)
{
growTables(key); // 若是增加，調整其他兩個數組的大小，並調整頭指針所在位置
//hash with new capacity
hash = key.getHash() & (m_valueArray.capacity()-1);
}
m_next[count] = m_hashTable[hash]; // 連同下一行，將新節點插入 m_hashTable[hash]鏈表頭部
m_hashTable[hash] = count;
}
這裏驗證了咱們對於m_hashTables和m_next做用的斷言。
btHashMap::remove
btHashMap與普通Hash表的區別在於，它可能要本身管理節點內存；好比，中間節點remove掉以後，如何保證下次insert可以複用節點內存？經過btHashMap::remove能夠知道bullet是如何實現的：
void remove(const Key& key) {
int hash = key.getHash() & (m_valueArray.capacity()-1);
int pairIndex = findIndex(key); // 找到<Key, Value>的 index
if (pairIndex ==BT_HASH_NULL)
{
return;
}
// Remove the pair from the hash table.
int index = m_hashTable[hash]; // 取出頭指針
btAssert(index != BT_HASH_NULL);
int previous = BT_HASH_NULL;
while (index != pairIndex) // 找index的前驅
{
previous = index;
index = m_next[index];
}
if (previous != BT_HASH_NULL) // 將當前節點從鏈表上刪除
{
btAssert(m_next[previous] == pairIndex);
m_next[previous] = m_next[pairIndex]; // 當前節點位於鏈表中間
}
else
{
m_hashTable[hash] = m_next[pairIndex]; // 當前節點是鏈表第一個節點
}
// We now move the last pair into spot of the
// pair being removed. We need to fix the hash
// table indices to support the move.
int lastPairIndex = m_valueArray.size() - 1;
// If the removed pair is the last pair, we are done.
if (lastPairIndex == pairIndex) // 若是<Key, Value>已是array的最後一個元素，則pop_back將減少size（capacity不變）
{
m_valueArray.pop_back();
m_keyArray.pop_back();
return;
}
// Remove the last pair from the hash table. 將最後一個<Key, Value>對從array上移除
int lastHash = m_keyArray[lastPairIndex].getHash() & (m_valueArray.capacity()-1);
index = m_hashTable[lastHash];
btAssert(index != BT_HASH_NULL);
previous = BT_HASH_NULL;
while (index != lastPairIndex)
{
previous = index;
index = m_next[index];
}
if (previous != BT_HASH_NULL)
{
btAssert(m_next[previous] == lastPairIndex);
m_next[previous] = m_next[lastPairIndex];
}
else
{
m_hashTable[lastHash] = m_next[lastPairIndex];
}
// Copy the last pair into the remove pair's spot. 將最後一個<Key, Value>拷貝到移除pair的空當處
m_valueArray[pairIndex] = m_valueArray[lastPairIndex];
m_keyArray[pairIndex] = m_keyArray[lastPairIndex];
// Insert the last pair into the hash table , 將移除節點插入到m_hashTable[lastHash]鏈表的頭部
m_next[pairIndex] = m_hashTable[lastHash];
m_hashTable[lastHash] = pairIndex;
m_valueArray.pop_back();
m_keyArray.pop_back();
}
內存緊密（連續）的好處
btHashMap的這種設計，可以保證整個Hash表內存的緊密（連續）性；而這種連續性的好處主要在於：
第一，能與數組（指針）式API兼容，好比不少OpenGL API。由於存在btHashMap內的Value和Key在內存上都是連續的，因此這一點很好理解；
第二，保證了cache命中率（表元素較少時）。因爲普通鏈表的節點內存是在每次須要時才申請的，因此基本上不會連續，一般不在相同內存頁。因此，即使是短期內屢次訪問鏈表節點，也可能因爲節點內存分散形成不能將全部節點放入cache，從而致使訪問速度的降低；而btHashMap的節點內存始終連續，於是保證較高的cache命中率，能帶來必定程度的性能提高。
btAlignedAllocator點評
btAlignedAllocator定製化接口與std::allocator徹底不一樣。std::allocator的思路是：首先實現allocator，而後將allocator做爲模板參數寫入具體數據結構上，如vector<int, allocator<int> >；
這種方法雖然能夠實現「定製化」，但存在着必定的問題：
第一，因爲全部標準庫的allcoator用的都是std::allocator，若是你使用了另一種allocator，程序中就可能存在不止一種類型的內存管理方法一塊兒工做的局面；特別是當標準庫使用的是SGI 當年實現的「程序退出時才歸還全部內存的」allocator（具體可參閱《STL源碼剖析》）時，內存爭用是不可避免的。
第二，這種設計無形中增長了編碼和調試的複雜性，相信調試過gcc STL代碼的人深有體會。
而btAlignedAllocator則徹底不存在這樣的問題：
第一，它的allocate/deallocate行爲經過全局的函數指針代理實現，不可能存在同時有兩個以上的類型底層管理內存的方法。
第二，使用btAlignedAllocator的數據結構，其模板參數相對簡單，編碼、調試的複雜性天然也下降了。
本人拙見，STL有點過分設計了，雖然Policy Based的設計可以帶來靈活性，但代碼的可讀性降低了不少（或許開發glibc++的那羣人沒打算讓別人看他們的代碼☺）。
擴展閱讀
文中提到了兩本書：
《Modern C++ Design》（中譯本名爲《C++設計新思惟》，侯捷先生譯），該書細緻描述了Policy Based Design。
《STL源碼剖析》（侯捷先生著），該書詳細剖析了SGI hashtable的實現。
本文所討論的源碼版本：
bullet 2.81
gcc 4.6.1（MinGW）
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