浅析STL空间配置器

    STL分为6大组件，容器、算法、迭代器、适配器、仿函数、空间配置器；容器距离咱们使用者最近，可是容器之下，是空间配置器。没有空间，不成容器。

    STL的空间配置器分类：

1. 一级空间配置器---__malloc_alloc_template
2. 二级空间配置器--__default_alloc_template

    上图是SGI STL空间配置器的结构，用户调用配置器中的allocate(size_t n)申请内存并返回空间指针，调用deallocate(void *p, size_t n)释放p指向的内存。​​​

一级配置器中的allocate(size_t n)：

1.     __malloc_alloc_template中的allocate()直接调用malloc()，若是内存不足则再调用oom_malloc()，不然直接返回
2. oom_malloc()中不断尝试调用malloc()，而且调用用户设置的处理例程（void (*oom_handler)()），若是用户没有设置处理例程，则跑出异常且exit(0)，不然返回得到的空间指针

二级配置器中的allocate(size_t n)：

1.     __default_alloc_template中的allocate()判断size是否大于128，大于则转给一配置器中的allocate()处理，不然检查free_list[16]中是否有有适当的区块，存在则从free_list[16]中抽取区块并返回区块指针，不然调用refill()填充free_list[16]并返回获得的第一个区块
2. refill()直接调用chunk_alloc()从内存池中申请区块，默认申请20个区块，实际得到的区块以参数传回（传址），判断得到的区块是否等于1，若是等于则直接返回区块指针，无须调整free_list[16]，不然返回头区块指针，而且将后面的区块连接起来（使用侵入式链表）并挂接到free_list[i]上
3. chunk_alloc()查看内存池余下空间是否知足20个区块，知足则返回20个区块，不知足则再检查是否知足1个区块以上，知足则返回x个区块，并修改nobjs的值以传出实际返回的区块个数，不然将剩余的区块放入合适的free_list[i]中，再度调用malloc()。成功则返回，失败则检查free_list[16]中是否存在还没有使用的足够区块，存在则回收到内存池中再递归调chunk_alloc()，不然转到一级空间配置器。（PS:返回区块以后须要调整内存池中的头指针---start_free；区块插入到free_list中时用的是头插法）

    如下下是free_list[16]的示意图：

        

    STL中对于free_list使用了

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

来连接区块，由于区块挂接在free_list上时是不存储内容的，因此能够用侵入式链表来连接。此obj直接位于区块的前四字节，存储下一个区块的地址（即next），通过调试，知道client_data此时只是下个区块地址的第一个字节，我暂且认为它在调试的时候起到一个辅助做用（没有找到太可靠的资料来讲明client_data[1]）。