2.空间配置器

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#c/c++ #数据结构与算法

SGI 特殊的空间配置器 std::alloc
一般而言，我们习惯的C++内存配置操作和释放操作是这样的
class Foo{…..}
Foo* pf = new Foo;
delete pf;

new包含两阶段操作（1）调用 ::operator new 配置内存（2）调用 Foo::Foo() 构造对象内容。
delete也包含两阶段操作（1）调用 Foo::~Foo() 将对象析构（2）调用::operator delete 释放内存。

SGI<memory> 内含以下两个文件
#include<stl_alloc.h> //负责内存空间的配置与释放
#include<stl_construct.h> //负责对象内容的构造与析构

构造和析构基本工具： construct() 和 destroy()
destroy有两个版本，第一版本接受一个指针，直接调用该对象的析构函数。
第二版本接收 frist 和 last 两个迭代器，将 [frist, last)范围内的所有对象析构掉。
首先利用 value_type () 获得迭代器所指对象的型别，再利用 _type_traits<T> 判断该型别支持的析构函数是否是无关痛痒（trivial destructor ），若是，则什么也不做就结束，若不是，以循环寻访整个范围，并在循环中每经历一个对象就调用第一个版本的destroy（）。
空间的配置与释放 std::alloc

对象构造前的空间配置和对象析构后的空间释放，由<stl_alloc.h>负责
（1）向system heap 要求空间
（2）考虑多线程状态
（3）考虑内存不足时的应变措施
（4）考虑过多"小型区块"可能造成的内存碎片问题。

考虑到小型区块所可能造成的内存破碎问题，SGI设计了双层级配置器。第一级配置器直接使用malloc() 和free(), 第二级配置器则视情况采用不同的策略：当配置区块超过 128bytes 时，视之为"足够大"，便调用第一级配置器；当小于128bytes时，视之为"过小"，为了降低额外的负担，采用复杂的 memory pool整理方式。
第一级配置器 __malloc_alloc_template
SGI 第一级配置器的 allocate() 和 realloc()都是在调用 malloc() 和 realloc() 不成功之后，改调用 oom_malloc() 和 oom_realloc() 两者都有内循环，不断调用"内存不足处理例程"，期望在某次调用后获得足够的内存而圆满完成任务，但如果"内存不足处理例程"未被客户端设定，便会抛出异常。
第二级配置器 __default_alloc_template
第二级配置器多了一些机制，避免太多小额区块造成内存的碎片。小额区块带来的不仅仅是内存碎片的问题，配置时的额外负担也是很大的问题。系统要靠这多出来的空间来管理内存。区块愈小，额外负担所占比例就越大，就越浪费。

SGI第二级配置器的做法是，如果区块够大，超过128bytes时，就移交第一级配置器，当小于128bytes时，则以内存池（memory pool）管理，此法又称次层配置：
每次配置一大块内存，并维护之自由链表，下次若再有相同大小的内存需求，就直接从free-lists中拔出，如果客户端释还小额区块，就由配置器回收到free-lists中。为了方便管理，SGI第二级配置器会主动将任何小额区块的内存需求量上调至8的倍数，并维护16个 free-lists，各自管理大小为8，16，24，32，40，56，64，72，80，88，96，104，112，120，128bytes
空间配置函数allocate()
空间释放函数deallocate()
重新填充 free lists
当它发现free lists中没有可用的区块时，就调用refill()，准备为free list 重新填充空间。新的空间将取自内存池。

内存基本处理工具

uninitialized_copy()
uninitialized_copy()使我们能够将内存的配置与对象的构造行为分离开来。
如果作为输出目的地[result， result + （last - frist））范围内每一个迭代器都指向未初始化区域，则 uninitiated_copy() 会使用 copy consturctor，给身为输入来源之[frist, last] 范围内的每一对象产生一份复制品，放进输出范围中。
Uninitialized_fill()
Uninitialized_fill_n()