iceoryx中的工具类

iceoryx中的工具类如：BumpAllocator，RelativePointer等代码分析

BumpAllocator

• 简要介绍：BumpAllocator类是一个自定义的内存分配器。它自己不分配内存，分配的是已经申请好的内存，且不对这块内存生命明周期有任何的管理。
• 原理：这个分配器的工作原理是将一大块内存分割成许多小块，并将其分配给需要内存的对象。每当有请求分配内存的调用时，它就简单地返回一个指向内存块中未使用部分的指针，并将内部的指针向前推进以准备下一次分配。
• 特点：这种分配策略非常快速，因为它仅涉及一次指针增加操作，而不需要进行任何复杂的内存管理或垃圾收集。
• 限制：一旦内存被分配出去，就无法回收和重用，除非整个分配器被重置。
• 适用场景：适合于生命周期明确的短期对象，或者在程序的特定阶段一次性分配所有所需内存的情况。

内存分配如下图：

代码

• 构造函数中初始化内存地址和长度：

BumpAllocator::BumpAllocator(void* const startAddress, const uint64_t length) noexcept
    : m_startAddress(reinterpret_cast<uint64_t>(startAddress))
    , m_length(length)
{
}

• 核心成员函数allocate负责分配内存：

expected<void*, BumpAllocatorError> BumpAllocator::allocate(const uint64_t size, const uint64_t alignment) noexcept
{
    if (size == 0)
    {
        IOX_LOG(WARN) << "Cannot allocate memory of size 0.";
        return err(BumpAllocatorError::REQUESTED_ZERO_SIZED_MEMORY);
    }

    const uint64_t currentAddress{m_startAddress + m_currentPosition};
    uint64_t alignedPosition{align(currentAddress, alignment)};

    alignedPosition -= m_startAddress;

    void* allocation{nullptr};

    const uint64_t nextPosition{alignedPosition + size};
    if (m_length >= nextPosition)
    {
        allocation = reinterpret_cast<void*>(m_startAddress + alignedPosition);
        m_currentPosition = nextPosition;
    }
    else
    {
        return err(BumpAllocatorError::OUT_OF_MEMORY);
    }

    return ok(allocation);
}

• 成员函数deallocate重置当前位置到起始地址

void BumpAllocator::deallocate() noexcept
{
    m_currentPosition = 0;
}

RelativePointer