标准模板库的空间配置器 STL's allocator

标准模板库中利用空间配置器来在幕后管理内存空间。之所以叫空间配置器，是因为可能在某种情况下，可以在内存以外的介质比如硬盘上进行分配。不过一般来讲是内存，有下面两种空间配置器。

一种是标准的空间配置器，std:allocator

一种是高级的空间配置器，std:alloc 

allocator配置器

allocator的内存管理方式是一种简单的空间配置，只是在直接的new/delete操作和模板库对象之间加了简单一层，封装起了直接的动态空间申请和释放操作。

实现过程大致如下所示：

template <class T>inline T* allocate(ptrdiff_t size, T*){set_new_handler(0);T* tmp = (T*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T))));if(tmp == 0){cerr<<"out of memory"<<endl;exit(1);}return tmp;}template <class T>inline void deallocate(T* buffer){::operator delete(buffer);}template <class T>class allocator{public:typedef T value_type;typedef T* pointer;typedef const T* const_pointer;typedef T& reference;typedef const T& const_reference;typedef size_t size_type;typedef ptrdiff_t difference_type;pointer allocate(size_type n){return ::allocate((difference_type)n, (pointer)0);}void deallocate(pointer p){::deallocate(p);}pointer address(reference x){return (pointer)&x;}const_pointer const_address(const_reference x){return (const_pointer)&x;}}

alloc配置器

alloc的内存管理方式要复杂的多，加入了自己设计的内存管理哲学，其目的是一方面为了避免内存碎片，另一方面也能减少系统调用的次数。

空间配置器分为两个层次。

第一级直接使用malloc/free来申请和释放堆空间，主要处理超过128字节的大对象；

使用malloc/free而不是C++的new/delete的原因主要是历史原因。

第二级利用内存池的方式来自治从内核申请来的空间，内存池中维护了16种不同尺寸的区块，每种区块组成自由链表，主要处理小于128字节的小对象。

空间配置函数allocate()

在分配空间时，先判断区块大小，如果超过128字节就直接用第一级的配置器；

否则的话，先寻找合适的slab尺寸，找到对应的空闲链表。

如果链表不空，就分配出一个结点；

如果为空，要重新为链表填充空间。新的空间是从内存池中取得的，内存池的作用就是为不同的空闲列表提供区块，当内存池空间不足时，也会动用第一级配置器来添加空间。