STL源码剖析---内存池的实现

一、感想

2019年3月15日-3月23日，大概花了8天的时间，终于将SGI STL版本实现的内存池看懂了。不过内存池这个知识点大概在2018年8月份的时候就已经接触了，今天终于弄懂了，如卸心中之块垒！在此探讨的一些点，可能非常表面，如果需要深入了解，建议直接阅读《STL源码剖析·侯捷》相应章节。

二、思路

2.1 内存池

内存池只是使用两根指针 start_free 和 end_free 标记其范围的一段连续的堆空间而已，不负责对内存的分配与回收。因为一个内存池没有办法实现。内存分配与回收的具体工作交给一个 数组+链表 的结构去处理。我的本意是借着内存池这个切入点将 STL 中的空间配置器进行一个总结。

内存池的好处：1）时间效率高，如果每次需要动态申请内存都直接向system heap 索取，那么时间开销比较大；2）空间利用率高，每个从system heap 取得的区块都会包含记录本区块大小的头部信息，这也是没办法的事情。有了头部信息这个技巧，程序员释放空间的时候只需要告知系统一根指针即可，系统会自动根据头部读取到的数目进行空间的释放。如果不带头部信息，那么释放内存区块需要提供 指针+字节数，这对程序员来说负担过重，程序员得记下每次申请的空间的对应大小。如果维护在内存池中，就没有头部信息，空间利用率显著提高。在《STL源码剖析·侯捷》一书中关于头部信息使用了一个形象的比喻——“税”。

2.2 数组+链表

什么样的数组？什么样的链表？

每个数组元素代表一条链表，分别管理 8， 16， 24， 32， 40， 48， 56， 64， 72， 80， 88， 96， 104， 112， 120， 128 byte的小额区块。 大于128byte，直接使用malloc进行索取。

2.3 总结

内存池负责提供空间，数组+链表结构负责对空间进行管理（包含分配和回收）。三者相互协作，达到了效率上的最大化。