STL源码阅读1——内存分配

Gideon — Sun, 12 Dec 2010 15:20:00 GMT

  文件Stl_alloc.h
文件内容介绍：此文件主要包含了为stl容器分配空间的一些函数，包括在内存溢出时
的一些相关处理。
    此文件前面进行系统类型的判断和是否使用多线程或者pthreads等判断
List：
名称类型返回值和参数功能
__malloc_alloc_template Class  分配内存模板，模板带有一个模板参数为,
为第一级配置
__malloc_alloc_template
::oom_malloc Function
private Return：Void*(表明分配的内存的地址)
Parm：size_t(表明要分配的内存的大小) 分配内存函数，当内存出现溢出时调用oom--
out of memory。首先声明一个指针函数（其实这个指针函数在之前的模板中定义过
__malloc_alloc_oom_handler，当内存溢出时使用，其stl_alloc.h文件中给出的默认是0
，为空，当然用户也可以自己指定。alloc.h给出了处理函数__STD::
__malloc_alloc_oom_handler
）如果此函数指针仍然为空，则抛出分配内存异常，如果不为空则调用该函数，然后使用
malloc分配size_t大小的内存，将内存的首地址返回给此函数。在for
死循环中不断分配直到成功见C++ new-handler
__malloc_alloc_template
::oom_realloc Function
private Return :void*(表明分配的内存的地址)
Parm：void*(要重新分配的内存的地址)；size_t(重新分配内存的大小)
重新分配内存函数，当内存出现溢出时调用oom--out of memory
。首先声明一个指针函数（其实这个指针函数在之前的模板中定义过
__malloc_alloc_oom_handler，当内存溢出时使用，其stl_alloc.h文件中给出的默认是0
，为空，当然用户也可以自己指定。alloc.h给出了处理函数__STD::
__malloc_alloc_oom_handler
）如果此函数指针仍然为空，则抛出分配内存异常，如果不为空则调用该函数，然后使用
realloc分配size_t大小的内存，将内存的首地址返回给此函数。见C++ new-handler
__malloc_alloc_template::
__malloc_alloc_oom_handler Function pointer
Private Return：void
Parm：void 如果在stl_config.h文件中define过__STL_STATIC_TEMPLATE_MEMBER_BUG
，那么声明这个函数指针，当分配内存出现错误的时候进行一些处理
__malloc_alloc_template::allocate Function
Public Return：void*(分配内存后的内存首地址)
Parm：size_t(需要分配的内存的大小) 首先使用malloc分配size_t
大小的内存，如果分配成功，返回malloc返回值，如果失败则转到调用函数oom_malloc(
size_t)
__malloc_alloc_template::deallocate Function
Public Return:void
Parm:void*p(释放内存的指针)；size_t(未使用，表示p所指向的内存大小) 调用free
释放参数一所指的内存
__malloc_alloc_template::reallocate Function
Public Return:void*(分配的内存的地址)
Parm:void*p(需要重新分配的内存地址内存的指针)；size_t(未使用，表示p原先的大小)
；sieze_t(表示新分配的内存大小) 使用realloc进行重新分配内存，如果成功返回
realloc分配的内存的首地址，如果失败则调用函数oom_realloc函数处理
__malloc_alloc_template:: (* set_malloc_handler()) Function
Public Return:void (*)()(返回原先的内存错误处理函数)
Parm:Void(*)()(内存出错处理函数) 首先声明一个void(*old)()函数，将原先的
__malloc_alloc_oom_handler赋值给它，然后将f赋值给__malloc_alloc_oom_handler
，然后返回old。
注：此函数可以如此理解
typedef void (*fp)();
static fp set_malloc_handler(fp f);
如同fp为一个类型，然后声明f和set_malloc_handler变量一样，直接套进去就可以(
详见《C与指针》、《C专家编程》)
malloc_alloc Object  typedef __malloc_alloc_template<0> malloc_alloc;
simple_alloc class  简单的内存管理，含有模板参数，Alloc
表示的是一个内存管理的类型，如上面的__malloc_alloc_template
simple_alloc::allocate Function
Public、static Return：T*返回类型为T的内存指针
Parm：size_T
如果n==0，那么返回0，否则调用Alloc的allocate函数分配n*(sizeof(T))
大小内存，并强制转换为T(*)类型返回。
(将C中的分配特定类型的n个大小内存特化成一个函数)
simple_alloc::allocate Function
Public、static Return：T*返回指针类型为T的内存首地址
Parm：void 重载上面的函数，返回大小为sizeof(T)的内存块，并强制转换成(T*)
指针返回
simple_alloc::deallocate Function
Public、static Return:void
Parm:T*(表示释放内存的首地址)；size_t(表示释放的类型为T的内存大小) 如果n!=0
则调用Alloc的deallocate(p,sizeof(T)*n)进行内存释放
simple_alloc::deallocate Function
Public、static Return:void
Parm:T*(表示释放内存的首地址) 则调用Alloc的deallocate(p,sizeof(T))进行内存释放
debug_alloc Class  这个是为调试准备的，检查传入的size
参数是否符合特定的要求，使用assert
报告错误。如果没有检查的必要还是使用基本的内存分配器好点。带有一个模板参数<
class Alloc>
debug_alloc ::extra Enum
Private 值为8 存储空间的单位，应该足够大以保证内存对齐(对齐:从以n
为单位的地指处开始存取)
debug_alloc ::allocate Function
Public、static Return:void*(内存分配的首地址)
Parm:size_t n(分配的大小) 使用Alloc::allocate分配n+extra个内存的大小(
我认为加上extra是为了防止n为0，看后面操作)，然后给这个内存的起始地址处赋值为n(
所以避免n为0时，内存错误)。然后以分配的地址+extra为返回值
debug_alloc :: deallocate Function
Public、static Return:void
Parm:void*p(为指向释放内存的地址)；size_t n(表示释放内存的大小) 由于上面的
allocate在返回值上加了extra，所以在这里首先减去extra
，然后取出这个计算后的地址的值，用assert判断其是否和n相等(allocate存入的n)
，如果相等则使用Alloc(p,n+extra)释放内存
debug_alloc :: reallocate Function
Public、static Return:void*(内存分配的首地址)
Parm：void*p(需要重新分配内存的首地址);size_t old_sz(原先内存大小);size_t
new_sz(重新分配的内存的大小) 前面两步如deallocate函数，只不过n换成old_sz
，然后使用Alloc函数reallocate重新分配内存(参数为p,old_sz+extra,new_sz+extra)
，并取得返回值result，并在result中放入值new_sz,最后返回result+extra地址
__ALIGN（全局） Enum 8bytes
小型区块的上调边界（每一个小型区块指向一个一特定大小为单位的链表，详见表末说明
。）
__MAX_BYTES（全局） Enum 128bytes 第一级配置器和第二级配置器的分界字节数
__NFREELISTS（全局） Enum __MAX_BYTES/__ALIGN Free-lists个数
__default_alloc_template Class  STL
使用的是二级配置器，这个配置器是默认的。第一个模板参数是说明是否是多线程，类存?
渲檬窍叱贪踩模诙霾问ㄎ纯芍?
__default_alloc_template ::__ALIGN Enum
Private 同全局如果全局中没有定义此enum，则在类中定义
__default_alloc_template ::__MAX_BYTES Enum
Private 同全局同上
__default_alloc_template ::__NFREELISTS Enum
Private 同全局同上
__default_alloc_template ::ROUND_UP Function
Private、static Return:size_t(在free_list中的节点的大小)
Parm:size_t bytes(要分配的内存大小) 由于在free_list中维护的16个节点，而16
个节点的大小已经规定好，详见总结中，而分配的结果必须位于这16
个值当中，所以根据bytes传入的值的大小来取离此值最近的闭其大的值作为返回值。
__default_alloc_template :: obj Union
Private  详见总结
__default_alloc_template ::free_list private  内存链
__default_alloc_template ::refill Private
Static Return:void*(地址)
Parm:sizet_t n(所要分配的内存块的大小) 当allocate()发现freelist
中没有可用区块时，调用refill(),准备为freelist
重新填充空间，新的空间将取自内存池(经由chunk_alloc完成)缺省取得20
个新节点，但万一内存池空间不足，获得的节点数可能少于20
__default_alloc_template ::chunk_alloc Private
Static Return:char*(返回内存池分配的地址)
Parm:size_t size(内存块的大小);int& nobjs(分配的块的个数) 首先使用end_free，
first_free计算出当前情况下内存池共有的字节数bytes_left，然后判断，如果
bytes_left>=*nobjs，那么就直接返回start_free的值，然后将start_free的值调整为
start_free+bytes_left.
如果内存池剩下的内存小于*nobjs,但是大于等于size，那么就分配bytes_left/size
个元素，调整start_free的值，返回start_free地址。如果内存池中的剩余地址小于size
，则首先产生一个大于nobjs*2的值，将剩余的内存尽可能大的编进free list
里面。然后使用malloc分配内存，如果成功，调整heap_size，然后调整end_free
大小，返回值为重新调用自己产生的地址。如果malloc分配失败，则释放freelist
中较大的块，然后返回（调用自己）（如此循环）
__default_alloc_template :: start_free Private
Static Type:char* 内存池的首地址，初值为0
__default_alloc_template :: end_free Private
Static Type:char* 内存池的尾地址，初值为0
__default_alloc_template :: heap_size Private
Static Type: size_t 内存池使用的堆栈大小，初值为0
__default_alloc_template :: __lock Private
Return:void
Parm:unsigned long* 加锁，详细未查
__default_alloc_template :: __unlock Private Return:void
Parm:unsigned long* 解锁，详细未查
Friend class lock  属于__default_alloc_template的内部类构造函数调用
__NODE_ALLOCATOR_LOCK宏，而这个函数调用__lock(…),析构函数调用
__NODE_ALLOCATOR_UNLOCK宏，而这个宏调用__unlock(…)函数
注:类型为类、函数、仿函数等等，如果是成员函数则在名称前加上所属类并在类型上写上
其权限，总之名称包括可以唯一确定该元素
内存图：

Gideon 2010-12-12 23:20 发表评论

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