Effective STL 读书笔记 2

最新推荐文章于 2024-04-01 20:06:54 发布

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#读书 #class #reference #object #vector #多线程

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本文探讨了STL内存管理中的allocator概念及其限制，包括allocator的设计初衷、标准库对其功能的弱化，以及如何通过自定义allocator实现不同类型的内存布局。此外，还提到了STL在多线程环境下的线程安全问题。

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Item 10：注意 allocator 的惯例和限制。

Allocator 最初是为了对在16位系统上的 near 和 far 指针内存访问模式进行抽象而加入的（虽然这个尝试失败了），之后 Allocator 被设计成为标准库提供全攻能的内存管理模块。但由于效率问题，标准委员会弱化了 Allocator 的功能。甚至打多数的 container 根本就不使用 allocator，也因此有了：“allocator is weird”。
由于标准的限制在实现 allocator 时你必须定义(typedef) allocator<T>::pointer 和 allocator<T>::reference，而且必须定义为 T* 和 T&。
Allocator 是弱化的对象，标准规定：同一个的类型(T)的所有 allocator<T> 对象必须等价并且其比较函数必须返回真，这就意味着 Allocator 对象不能拥有自己的 data member，所有的数据必须都是 static 的。也就意味着对同一种类型的存储不能有两个堆，这主要是为了，实现 node based container 的 splice 等函数。考虑如下代码：

template<typename T>
class MyAllocator {...};

std::list<Item, MyAllocator<Item> > listA;
std::list<Item, MyAllocator<Item> > listB;

listA.splice(listB.begin(), listB);

pointer allocator<T>::allocate(size_type numObjects) 的参数是对象的数量，而不是size。返回值是 T*，但是T*并不指向一个T objects，因为T并没有被构造，仅仅是分配了一块内存。在 node based container 中，动态分配的是节点 node<T>，而不是 T object，标准库采用了如下代码来实现这个功能：

template<typename T>
class MyAllocator {
public:
    template<typename Node>
    struct rebind {
        typedef allocator<Node> other;
    };
};

Item 11：理解自定义 allocator 的正确用途。

当需要自定义容器内对象的内存布局时。
可用如下方法为同种类型对象创造不同的堆：

class Heap1 {
public:
    static void *alloc(...) {...}
    static void *dealloc(...) {...}
};
class Heap2 {
public:
    static void *alloc(...) {...}
    static void *dealloc(...) {...}
};
template<typename T, typename Heap>
class MyAllocator {
public:
    pointer allocate(...) {
       //use Heap::alloc;
    };
    void deallocate(...) {
       //use Heap::dealloc;
    };
};
vector<int, MyAllocator<int, Heap1> > v1;
vector<int, MyAllocator<int, Heap2> > v2;

注意上文中 Heap 是类型而不是对象。

Item 12：不要对 STL 的线程安全性有任何期望。

在多线程环境中，使用 Lock Object 方法锁定关键代码：

vector<int> v;
{
    Lock<vector<int> > lock(v);
    //other operation on vector v;
}