2.SGI STL第二级空间配置器__default_alloc_template的chunk_alloc函数

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         SGISTL默认使用二级空间配置器，当需要配置的区块大于128 bytes时SGI STL调用一级空间配置器，一级空间配置器的allocate函数直接使用malloc分配内存，deallocate函数直接使用free释放内存。当需要配置的区块小于128 bytes时SGI STL调用二级空间配置器。

         相比于一级空间配置器简单粗暴的内存使用方法，二级空间配置器对内存的使用显得精细很多。

         二级空间配置器的具体用法请看书，我就不抄书了，只对二级空间配置器中容易糊涂的地方写一下我的理解。

内存池和free_list到底什么关系？

二级空间配置器维护了一个内存池，有一个名为free_list的数组负责管理内存池。free_list的每个元素构成一个链表，同一个链表的每个元素指向的内存大小相同，free_list的所有链表节点指向的内存大小 <= 内存池。

之所以使用数组而不是链表，我猜测有两个原因：1. 二级空间配置器把内存池分为固定的16个大小等级，即free_list的长度（16）是固定的；2.既然free_list的长度固定那么采用数组无疑是时间效率更高的方法（O(1)），如果采用链表，free_list的查询效率为O(n)。

一下是我理解的二级空间配置器执行过程，时间关系，不画程序流程图了。

1.             二级空间配置器在索要内存时调用allocate函数，如果索要的内存大于128字节，调用一级空间配置器，否则allocate查free_list数组，从free_list中某个元素指向的链表中取出一块内存后返回。

2.             当free_list没有合适的内存区块时调用refill函数。

3.             refill调用_S_chunk_alloc，_S_chunk_alloc分配一段内存给内存池，把内存池残余的空间编入free_list。

4.             _S_chunk_alloc 调用完毕，回到refill，refill查free_list数组，从free_list中某个元素指向的链表中取出一块内存后返回给allocate，allocate再返回给客户端。

_S_chunk_alloc函数的源码：

template <bool __threads, int __inst>
char*
__default_alloc_template<__threads,__inst>::_S_chunk_alloc(size_t __size,
                                                            int&__nobjs)
{
    char* __result;
    size_t __total_bytes = __size * __nobjs;
    size_t __bytes_left = _S_end_free - _S_start_free; // 内存池剩余空间
 
    if (__bytes_left >= __total_bytes) { // 内存池剩余空间完全满足需求
        __result= _S_start_free;
        _S_start_free+= __total_bytes;
        return(__result);
    } else if (__bytes_left >= __size) { // 内存池剩余空间不能完全满足需求，但足够供应一个(含)以上的区块
        __nobjs= (int)(__bytes_left/__size);
        __total_bytes= __size * __nobjs;
        __result= _S_start_free;
        _S_start_free+= __total_bytes;
        return(__result);
    } else { // 内存池剩余空间连一个区块的大小都无法提供
        size_t __bytes_to_get =
      2 *__total_bytes + _S_round_up(_S_heap_size >> 4);
        //Try to make use of the left-over piece.
        //把内存池当前剩下的一些小残余零头利用一下。
        if (__bytes_left > 0) {
            _Obj*__STL_VOLATILE* __my_free_list =
                        _S_free_list+ _S_freelist_index(__bytes_left); // 这里对吗？假如__bytes_left =15，则_S_freelist_index(15) = 1，
                                                                        //即16B的位置，而实际上只剩下了15B？
 
            ((_Obj*)_S_start_free)-> _M_free_list_link = *__my_free_list;
            *__my_free_list= (_Obj*)_S_start_free;
        }
        _S_start_free= (char*)malloc(__bytes_to_get);
        if (0 == _S_start_free) {
            size_t __i;
            _Obj*__STL_VOLATILE* __my_free_list;
        _Obj*__p;
            //Try to make do with what we have.  That can't
            //hurt.  We do not try smaller requests, since that tends
            //to result in disaster on multi-process machines.
            for (__i = __size;
                 __i<= (size_t) _MAX_BYTES;
                 __i+= (size_t) _ALIGN) {
                __my_free_list= _S_free_list + _S_freelist_index(__i);
                __p= *__my_free_list;
                if (0 != __p) {
                    *__my_free_list= __p -> _M_free_list_link;
                    _S_start_free= (char*)__p;
                    _S_end_free= _S_start_free + __i; // 这里确定每一块内存大小都是__i吗？
                    return(_S_chunk_alloc(__size,__nobjs));
                    //Any leftover piece will eventually make it to the
                    //right free list.
                }
            }
        _S_end_free= 0;    // In case of exception.
            _S_start_free= (char*)malloc_alloc::allocate(__bytes_to_get);
            //This should either throw an
            //exception or remedy the situation.  Thus we assume it
            //succeeded.
        }
        _S_heap_size+= __bytes_to_get;
        _S_end_free= _S_start_free + __bytes_to_get;
        return(_S_chunk_alloc(__size,__nobjs));
    }
}

         可以看到chunk_alloc函数的输入有两个：1. int&__nobjs，待分配的元素个数；2. size_t __size，每个元素的大小。

chunk_alloc函数的程序流程图（为了方便观察，画的并不是标准的程序流程图）如下：

2.SGI STL第二级空间配置器__default_alloc_template的chunk_alloc函数

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原文地址：http://blog.csdn.net/chengonghao/article/details/51346511