SGI Allocator内存管理

Posted 2022-12-08 printfnothing

最近啃了下侯大师的<STL源码剖析>，受益匪浅，研究了下SGI空间配置器的源码，这里总结下它的空间管理策略。

SGI Allocator要解决的空间分配问题如下：

1.向系统堆（system heap）要求空间。

2.考虑多线程（multi-threads)状态。

3.考虑内存不足时的应变措施。

4.考虑过多“小型区块”可能造成的内存碎片问题。

SGI空间配置器分为两级配置器：

1.第一级配置器：__malloc_alloc_template;

2.第二级配置器：__default_alloc_template.

这篇博文先讨论__malloc_alloc_template的分配策略：

先看它的部分代码（以下代码皆参考自《STL源码剖析》）：

template<int inst>
class __malloc_alloc_template
private:
  static void* oom_malloc(size_t);    //allocate无法满足内存分配需求时，调用oom_malloc进行相应处理
  static void* oom_realloc(void*,size_t);    //reallocate无法满足内存重配置需求时，调用oom_realloc进行相应处理
  static void (* __malloc_alloc_oom_handler)();    //new handler机制：用户指定的处理函数
public:
  static void* allocate(size_t);    //分配内存
  static void deallocate(void* ,size_t);    //释放内存
  static void* reallocate(void*,size_t,size_t);    //重配置内存
  static void (* set_malloc_handler(void(*f)()))();    //设置__malloc_alloc_oom_handler
;

策略：

1.allocate直接调用malloc分配内存；deallocate直接调用free释放内存；reallocate直接调用realloc重配置内存。

static void* allocate(size_t n)

  void *result = malloc(n);
  if(0==result)
    result = oom_malloc(n);
  return result;


static void deallocate(void*p,size_t n)

  free(p);


static void* reallocate(void*p,size_t old_sz,size_t new_sz)

  void* result = realloc(p,new_sz);
  if(0==result)
     result = oom_realloc(p,new_sz);
  return result;

2.若allocate无法满足内存分配需求，实施new handler机制：allocate调用oom_malloc函数，在oom_malloc函数中，通过用户设定的__malloc_alloc_oom_handler来处理内存配置无法满足的问题：

1）若__malloc_alloc_oom_handler设置成0，则抛出“bad_alloc”异常或者exit(1)；

2）否则，不断调用(*__malloc_alloc_oom_handler)()处理例程，释放已用内存，直到满足内存分配需求。

同理，当realloc无法重配置内存时，它会调用oom_realloc函数采用相同策略处理。

static void(* set_malloc_handler(void(*f)()))()

  void (*old)() = __malloc_alloc_oom_handler;
  __malloc_alloc_oom_handler = f;


void* oom_malloc(size_t n)

  void (*my_malloc_handler)();
  void* result;
  for(;;)
  
    my_malloc_handler = __malloc_alloc_oom_handler;
    if(0==my_malloc_handler)__THROW_BAD_ALLOC;
    (*my_malloc_handler)();
    result = malloc(n);
    if(result) return result;