祥樹全心全意MAGTROL分配器

時間：2019-02-07

分配器（英語：allocator）是C++標準庫的重要組成部分。C++的庫中定義了多種被統稱為“容器”的數據結構（如鏈表、集合等），這些容器的共同特征之一，就是其大小可以在程序的運行時改變；為了實現這一點，進行動態(tài)內存分配就顯得尤為必要，在此分配器就用于處理容器對內存的分配與釋放請求。換句話說，分配器用于封裝STL容器在內存管理上的低層細節(jié)。默認情況下，C++標準庫使用其自帶的通用分配器，但根據具體需要，程序員也可自行定制分配器以替代之。分配器較早由亞歷山大·斯特潘諾夫作為C++標準模板庫（Standard Template Library，簡稱STL）的一部分發(fā)明，其初衷是創(chuàng)造一種能“使庫較加靈活，并能獨立于底層數據模型的方法”，并允許程序員在庫中利用自定義的指針和引用類型；但在將標準模板庫納入C++標準時，C++標準**意識到對數據模型的完全抽象化處理會帶來不可接受的性能損耗，為作折中，標準中對分配器的限制變得較加嚴格，而有鑒于此，與斯特潘諾夫原先的設想相比，現有標準所描述的分配器可定制程度已大大受限。雖然分配器的定制有所限制，但在許多情況下，仍需要用到自定義的分配器，而這一般是為封裝對不同類型內存空間（如共享內存與已回收內存）的訪問方式，或在使用內存池進行內存分配時提高性能而為。除此以外，從內存占用和運行時間的角度看，在頻繁進行少量內存分配的程序中，若引入為之專門定制的分配器，也會獲益良多定義自定義分配器的主要原因之一是提升性能。利用**的自定義分配器可以提高程序的性能，又或提高內存使用效率，亦或兩者兼而有之。默認分配器使用new操作符分配存儲空間，而這常利用C語言堆分配函數（malloc()）實現。由于堆分配函數常針對偶發(fā)的內存大量分配作優(yōu)化，因此在為需要一次分配大量內存的容器（如向量、雙端隊列）分配內存時，默認分配器一般效率良好。但是，對于關聯容器與雙向鏈表這類需要頻繁分配少量內存的容器來說，若采用默認分配器分配內存，則通常效率很低。除此之外，基于malloc()的默認分配器還存在許多問題，諸如較差的引用局部性，以及可能造成內存碎片化。有鑒于此，在這一情況下，人們常使用基于內存池的分配器來解決頻繁少量分配問題。與默認的“按需分配”方式不同，在使用基于內存池的分配器時，程序會預先為之分配大塊內存（即“內存池”），而后在需要分配內存時，自定義分配器只需向請求方返回一個指向池內內存的指針即可；而在對象析構時，并不需實際解除分配內存，而是延遲到內存池的生命周期完結時才真正解除分配。
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