STL内存池以及vector的原理

vector是一种容器，一种顺序容器，它的内存分配是连续的。与数组不同的是，数组的大小是静态的，不能动态的扩展，但是vector却可以。

vector的扩充机制：按照容器现在容量的一倍进行增长。vector容器分配的是一块连续的内存空间，每次容器的增长，并不是在原有连续 的内存空间后再进行简单的叠加，而是重新申请一块更大的新内存，并把现有容器中的元素逐个复制过去，然后销毁旧的内存。这时原有指向旧内存空 间的迭代器已经失效，所以当操作容器时，迭代器要及时更新。
 

STL - 内存分配 - 内存池

各种池子的作用在前面的文章讲过，本质上都是为了增加性能效率，内存池也一样，有的时候有很多频繁的小的内存申请和释放，如果没次都去向系统申请则会耗费很多时间，影响效率。因此需要内存池来过滤一些短小的内存操作。当然还有一个原因就是会引起内存碎片的问题。

STL的内存池的详细实现可以参考STL源码剖析当中的allocator一章。下面我们简单讲解下大致原理。

STL中的内存管理 当我们new一个对象时，实际做了两件事情：（1）使用malloc申请了一块内存。（2）执行构造函数。在SGI中，这两步独立出了两个函数：allocate申请内存，construct调用构造函数。这两个函数分别在<stl_alloc.h>和<stl_construct.h>中。


二、第一级配置器 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、重新配置等操作，并且能在内存需求不被满足的时候，调用一个指定的函数。

三、第二级配置器 在STL的第二级配置器中多了一些机制，避免太多小区块造成的内存碎片，小额区块带来的不仅是内存碎片，配置时还有额外的负担。区块越小，额外负担所占比例就越大。

    如果要分配的区块大于128bytes，则移交给第一级配置器处理。     如果要分配的区块小于128bytes，则以
内存池管理（memory pool），又称之次层配置（sub-allocation）：每次配置一大块内存，并维护对应的16个空闲链表（free-list）。下次若有相同大小的内存需求，则直接从free-list中取。如果有小额区块被释放，则由配置器回收到free-list中。

（1）空闲链表的设计 这里的16个空闲链表分别管理大小为8、16、24......120、128的数据块。这里空闲链表节点的设计十分巧妙，这里用了一个联合体既可以表示下一个空闲数据块（存在于空闲链表中）的地址，也可以表示已经被用户使用的数据块（不存在空闲链表中）的地址。