Yuerer's Blog

C++ 内存管理之 Loki Allocator

发表于 2019-11-08 分类于 C++

Loki Allocator 有三个类这玩意对比起 pool allocator 的优点就在于它有把内存还给系统

但是它作为一个内存分配器却在里面使用了 vector 作为容器… 按道理来说应该在其内部实现一个简易版的 vector 才不会那么奇怪但也没所谓只是先用了一次标准库的分配器后续使用容器的时候就可以用 Loki 分配器了.

Chunk
FixedAllocator
SmallObjAllocator

Chunk 解剖

Chunk 是整个分配器的最底层里面主要是三个成员变量

// 指向内存块
unsigned char * pData_;
// 目前可用区块的第一块的索引
unsigned char firstAvailableBlock_;
// 有多少块可用
unsigned char blocksAvailable_;

Chunk 的几个关键函数已进行剪裁和修改

Chunk 分配

分配流程很简单就是申请了内存以后将每个小区块的第一个字节设置为索引排好号

取的流程:

从当前可用区块的第一块索引中取得当前可用区块
当前可用区块会被返回
被返回的可用区块中的索引被设置到当前可用区块索引去(这样下一次就会使用到它)
可用区块数目 - 1

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C++ 内存管理之内存池实现

发表于 2019-11-08 分类于 C++

为什么要实现内存池?

一方面是为了减少调用 malloc() 的次数(尽管 malloc() 不慢) 但是调多了会产生(外碎片)

另一方面是因为每次用 malloc() 分配到的内存是要交税的就是上一节中讲的 cookie 里面记录着这一块内存的大小信息(内碎片) 特别是在频繁申请小内存的时候尤为明显

最终 pool_allocator 版本

具体代码可见 Memory_Pool

原理可见 C++ 内存管理之 STL内存分配实现原理

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C++ 内存管理之 G4.9 扩展内存分配器

发表于 2019-11-07 分类于 C++

本文主要讲讲 GNU-C++ 4.9 下的扩展内存分配器

首先 GNU-C++ 4.9 有 7 个扩展的内存分配器

new_allocator
malloc_allocator
pool_allocator
__mt_alloc
array_allocator
debug_allocator
bitmap_allocator

主要看看 pool_allocator array_allocator bitmap_allocator

以下源码都可在 .../ext/*.h 下找到我将其进行了适当的删减和修改

__gnu_cxx::new_allocator

直接用 ::operator new 和 ::operator delete 实现出来的好处是可以被重载没啥特色

template<typename _Tp>
class new_allocator {
public:
    pointer allocate(size_type __n, const void* = 0) {
        return static_cast<_Tp*>(::operator new(__n * sizeof(_Tp)));
    }
    void deallocate(pointer __p, size_type) {
        ::operator delete(__p);
    }
};

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C++ 内存管理之 STL内存分配实现原理

发表于 2019-11-05 分类于 C++

本文主要讲的是各个C++版本中的STL标准库中的默认内存分配器的各种实现

VC6 标准分配器实现

VC6 它什么内存管理都没做直接调用的 operator new 而 operator new 内部实际上调用的就是 malloc

此外 VC6 下是以元素为单位比如 int 的话他就会分配 512 ints 如果是 double 则会分配 512 doubles

而 GNU-C++ 2.9 以字节为单位 GNU-C++ 4.9 以元素为单位在 G2.9 中的容器默认分配器被移到了 pool_allocator 中

注意 G2.9 的标准分配器和容器默认分配器不一样噢!

GNU-C++ 2.9 标准分配器实现

std::allocator 标准分配器也是什么都没做

但是 G2.9 容器使用的分配器不是上面的那个 std::allocator 而是 std::alloc

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C++ 内存管理之原生版本

发表于 2019-11-04 分类于 C++

为什么要叫原生版本?

因为我觉得这一块是 C++ 自带的表达式表达式里面去调用 C语言的 CRT 库中的 malloc 和 free 但这篇只讲自带的表达式而不去深究 CRT 中的内存分配函数所以只叫原生版本

常见的内存分配

分配	释放	类属	可否重载
malloc()	free()	C 函数	否
new	delete	C++ 表达式	否
::operator new()	::operator delete()	C++ 函数	可
allocator::allocate()	allocator::deallocate()	C++ 标准库	自由设计搭配的容器

使用示例

其中 ::operator new() 和 ::operator delete() 调用了 malloc() 和 free()

    void *p1 = malloc(512);
    free(p1);
    
    complex<int> *p2 = new complex<int>;
    delete p2;
    
    void *p3 = ::operator new(512);
    ::operator delete(p3);

#ifdef _MSC_VER
    // 属于 non-static 要先实例化object再调用
    int *p4 = allocator<int>().allocate(3, (int*)0);
    allocator<int>().deallocate(p4, 3);
#endif

#ifdef __GUNC__
    // 早期 GNU-C++ 2.9 版本
    // void *p4 = alloc::allocate(512);
    // alloc::deallocate(p4, 512);
    // alloc 换名字了
    void *p5 = __gnu_cxx::__pool_alloc<int>().allocate(9);
    __gnu_cxx::__pool_alloc<int>().deallocate((int*)p5, 9);
    // 4.9 版本之后
    void *p4 = allocator<int>().allocate(7);
    allocator<int>().deallocate((int*)p4, 7);

#endif