STL初探——第一级配置 __malloc_alloc_template的学习心得

Posted 2020-09-16 Forever-Road

　　在第一级配置器中，一开始就定义了内存分配出错的宏接口，如下：

#ifndef __THROW_BAD_ALLOC
#  if defined(__STL_NO_BAD_ALLOC) || !defined(__STL_USE_EXCEPTIONS)
#    include <stdio.h>
#    include <stdlib.h>
#    define __THROW_BAD_ALLOC fprintf(stderr, "out of memory\n"); exit(1)
#  else /* Standard conforming out-of-memory handling */
#    include <new>
#    define __THROW_BAD_ALLOC throw std::bad_alloc()
#  endif
#endif

　　先弄清楚第一级配置器如何工作，注意没有template型别参数，因为我们只是分配空间，并不进行对象的构造，至于非型别参数 "__inst" ，就没怎么派上用场，如下：

template <int __inst>          
class __malloc_alloc_template {

private:                 
//以下函数是处理内存不足的情况
  static void* _S_oom_malloc(size_t);
  static void* _S_oom_realloc(void*, size_t);

#ifndef __STL_STATIC_TEMPLATE_MEMBER_BUG  //无法处理模板类中的静态成员
  static void (* __malloc_alloc_oom_handler)();
#endif

public:

  static void* allocate(size_t __n)
  {
    void* __result = malloc(__n);       if (0 == __result) __result = _S_oom_malloc(__n); //分配的内存无法满足需求时，调用_S_oom_malloc()函数
    return __result;
  }
　　//内存释放函数
  static void deallocate(void* __p, size_t /* __n */)
  {
    free(__p); 
  }
　　//内存重配置函数
  static void* reallocate(void* __p, size_t /* old_sz */, size_t __new_sz)
  {
    void* __result = realloc(__p, __new_sz);
    if (0 == __result) __result = _S_oom_realloc(__p, __new_sz);  
    return __result;
  }
　　//你可以通过该函数指定自己的 out-of-memory handler
  static void (* __set_malloc_handler(void (*__f)()))()
  {
    void (* __old)() = __malloc_alloc_oom_handler;
    __malloc_alloc_oom_handler = __f;
    return(__old);
  }

};

// malloc_alloc out-of-memory handling

#ifndef __STL_STATIC_TEMPLATE_MEMBER_BUG
template <int __inst>
void (* __malloc_alloc_template<__inst>::__malloc_alloc_oom_handler)() = 0;
#endif

template <int __inst>
void*
__malloc_alloc_template<__inst>::_S_oom_malloc(size_t __n)
{
    void (* __my_malloc_handler)();
    void* __result;

    for (;;) {　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//和_S_oom_realloc类似　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
        __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);
    }
}

template <int __inst>
void* __malloc_alloc_template<__inst>::_S_oom_realloc(void* __p, size_t __n)
{
    void (* __my_malloc_handler)();
    void* __result;

    for (;;) {            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//不断尝试释放，配置，再释放，再配置....
        __my_malloc_handler = __malloc_alloc_oom_handler;　　　　
        if (0 == __my_malloc_handler) { __THROW_BAD_ALLOC; }
        (*__my_malloc_handler)();　　　　　　　　　　　　　　　　　　//调用处理函数，企图释放内存，处理函数是客端定义
        __result = realloc(__p, __n);　　　　　　　　　　　　　　　　//再次尝试释放内存
        if (__result) return(__result);
    }
}

　　第一级配置器以 malloc()、free()、realloc()等 C 函数执行实际的内存配置、释放、重配置操作，并实现出类似 C++ new-handler 的机制，不过并不能直接使用 C++ new-handler 机制， 因为其并非使用 ::operator new 来配置内存。

　　C++ new-handler 机制是，可以要求系统在配置需求无法被满足时，调用你所指定的函数。一旦 ::operator new 无法完成任务，在丢出 std::bad_alloc 异常状态之前，会先调用由客端指定的处理例程，该处理例程通常被称为new-handler。

　　《effective C++ handler》 中介绍了 new-handler 的内存不足处理模式，详情见下篇。

　　SGI 以malloc 而非 ::operator new 来配置内存，原因是C++并未提供相应于 realloc() 的内存配置操作，当然不排除还有些历史因素。因此，SGI 不能使用 C++ 的 set_new_handler() ，必需仿真一个类似类似的 set_new_handler().

　　SGI 第一级配置器 allocate() 和 realloc() 都是在调用 malloc() 和 realloc() 不成功后，改调用 oom_malloc() 和 oom_realloc()。后两者都有死循环，不断调用 "内存不足处理例程" ，期望在某次调用的时候，能够得到充足的内存分配而完成任务。但如果“内存不足处理例程”并没有被客端设定， oom_malloc() 和 oom_realloc() 便会直接调用 __THROW_BAD_ALLOC，丢出 bad_alloc 异常信息，或利用 exit（1）终止程序。