淺析STL空間配置器

    STL分爲6大組件，容器、算法、迭代器、適配器、仿函數、空間配置器；容器距離咱們使用者最近，可是容器之下，是空間配置器。沒有空間，不成容器。

    STL的空間配置器分類：

1. 一級空間配置器---__malloc_alloc_template
2. 二級空間配置器--__default_alloc_template

    上圖是SGI STL空間配置器的結構，用戶調用配置器中的allocate(size_t n)申請內存並返回空間指針，調用deallocate(void *p, size_t n)釋放p指向的內存。​​​

一級配置器中的allocate(size_t n)：

1.     __malloc_alloc_template中的allocate()直接調用malloc()，若是內存不足則再調用oom_malloc()，不然直接返回
2. oom_malloc()中不斷嘗試調用malloc()，而且調用用戶設置的處理例程（void (*oom_handler)()），若是用戶沒有設置處理例程，則跑出異常且exit(0)，不然返回得到的空間指針

二級配置器中的allocate(size_t n)：

1.     __default_alloc_template中的allocate()判斷size是否大於128，大於則轉給一配置器中的allocate()處理，不然檢查free_list[16]中是否有有適當的區塊，存在則從free_list[16]中抽取區塊並返回區塊指針，不然調用refill()填充free_list[16]並返回獲得的第一個區塊
2. refill()直接調用chunk_alloc()從內存池中申請區塊，默認申請20個區塊，實際得到的區塊以參數傳回（傳址），判斷得到的區塊是否等於1，若是等於則直接返回區塊指針，無須調整free_list[16]，不然返回頭區塊指針，而且將後面的區塊連接起來（使用侵入式鏈表）並掛接到free_list[i]上
3. chunk_alloc()查看內存池餘下空間是否知足20個區塊，知足則返回20個區塊，不知足則再檢查是否知足1個區塊以上，知足則返回x個區塊，並修改nobjs的值以傳出實際返回的區塊個數，不然將剩餘的區塊放入合適的free_list[i]中，再度調用malloc()。成功則返回，失敗則檢查free_list[16]中是否存在還沒有使用的足夠區塊，存在則回收到內存池中再遞歸調chunk_alloc()，不然轉到一級空間配置器。（PS:返回區塊以後須要調整內存池中的頭指針---start_free；區塊插入到free_list中時用的是頭插法）

    如下下是free_list[16]的示意圖：

        

    STL中對於free_list使用了

union obj{
   obj *next;
   char client_data[1];
}

來連接區塊，由於區塊掛接在free_list上時是不存儲內容的，因此能夠用侵入式鏈表來連接。此obj直接位於區塊的前四字節，存儲下一個區塊的地址（即next），通過調試，知道client_data此時只是下個區塊地址的第一個字節，我暫且認爲它在調試的時候起到一個輔助做用（沒有找到太可靠的資料來講明client_data[1]）。