空间配置器

Posted 2020-08-14

1. 空间配置器：内存池实现小块内存分配,对应到设计模式--单例模式（工具类，提供服务，一个程序只需要一个空间配置器即可），享元模式（小块内存统一由内存池进行管理）

2.迭代器：迭代器模式，模板方法

3.容器：STL的核心之一，其他组件围绕容器进行工作：迭代器提供访问方式，空间配置器提供容器内存分配，算法对容器中数据进行处理，仿函数伪算法提供具体的策略，类型萃取　　实现对自定义类型内部类型提取。保证算法覆盖性。其中涉及到的设计模式：组合模式（树形结构），门面模式（外部接口提供），适配器模式（stack，queue通过deque适配得　　到），建造者模式（不同类型树的建立过程）。

4.类型萃取：基于范型编程的内部类型解析，通过typename获取。可以获取迭代器内部类型value_type,Poter,Reference等。

5.仿函数：一种类似于函数指针的可回调机制，用于算法中的决策处理。涉及：策略模式，模板方法。

6适配器：STL中的stack，queue通过双端队列deque适配实现，map，set通过RB-Tree适配实现。涉及适配器模式。

关于六大组件之间的具体关系如图简单描述

ps（图技术比较水，见谅，如有bug，请指正）

 

貌似扯的多了，来谈谈主题《空间配置器》问题吧。

STL空间配置器产生的缘由：

　　在软件开发，程序设计中，我们不免因为程序需求，使用很多的小块内存（基本类型以及小内存的自定义类型）。在程序中动态申请，释放。

这个过程过程并不是一定能够控制好的，于是乎，

问题1：就出现了内存碎片问题。（ps外碎片问题）

问题2：一直在因为小块内存而进行内存申请，调用malloc，系统调用产生性能问题。

注：内碎片：因为内存对齐/访问效率（CPU取址次数）而产生 如 用户需要3字节，实际得到4或者8字节的问题，其中的碎片是浪费掉的。

　　外碎片：系统中内存总量足够，但是不连续，所以无法分配给用户使用而产生的浪费。下边简单图解

这两个问题解释清楚之后，就来谈STL空间配置器的实现细节了

实现策略

　　用户申请空间大于128？

　　yes：调用一级空间配置器

　　no：调用二级空间配置器

大致实现为：

　　二级空间配置由内存池以及伙伴系统：自由链表组成

　　一级空间配置器直接封装malloc，free进行处理，增加了C++中的set_handler机制（这里其实也就是个略显牵强的装饰/适配模式了），增加内存分配时客户端可选处理机制。

可配置性：

　　客户端可以通过宏__USE_MALLOC进行自定义选择是否使用二级空间配置器。

一级空间配置器就主要封装malloc，添加handler机制了，这里就不罗嗦了，相信各位都是可以通过源码了解到的

关于二级空间配置器：

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