下面會結合關鍵源碼分析C++ STL(SGI版本)的內存配置器設計思想。關鍵詞既然是“思想”，所以重點也就呼之欲出了。
我閱讀的源碼是SGI公司的版本，也是看起來最清楚的版本，各種命名最容易讓人看懂。allocator有人叫它空間配置器，因為空間不一定是內存，也可以是磁盤或其他輔助存儲介質。我說的內存配置就是指的allocator。
C++標准規范了allocator的一些必要接口，由各個廠家實現。SGI的版本與眾不同，也與標准規范不同，它的名稱是alloc而不是allocator，且不接受任何參數。
假設你在程序中顯示寫出allocator，不能像下面這樣寫：
vector<int, std::allocator<int> > iv; //錯誤的
必須要這樣寫才對：
vector<int, std::alloc> iv //好的
雖然SGI STL並不符合規范，但我們用起來好像很自然。這是因為我們使用時空間配置器是缺省的，不需要我們自行指定。例如，STL中vector的聲明如下：
注意：下文我基本就用截圖來解釋代碼了，因為我發現比起粘貼代碼，這樣更清晰（有顏色對比）。
STL標准規定：STL的allocator定義於<Memory>文件中，<Memory>主要包含了一些頭文件，我們主要說的是兩個：
<stl_alloc.h>負責內存空間的配置與釋放；<stl_construct.h>負責對象內容的構造與析構
先來說一下簡單的<stl_construct.h>文件。這部分也不涉及什麼思想，只是有一個版本的destroy()應該認真看看。
（1）構造工具：construct()
construct()只有一個版本：
這裡使用了placement new表達式（定位new 表達式），它的作用是p指向的內存類型為T1，用value值初始化這塊內存。
（2）析構工具
destroy()倒是有幾個版本：
第一個版本：
這種顯示調用析構函數的做法，你也應該要熟悉。
第二個版本：
第二個版本可有點說法。調用層次是這樣的：destroy-> __destroy-> __destroy_aux，__destroy_aux最終調用第一個版本的destroy。這個版本的destroy接受一對迭代器作為參數，析構迭代器所指向的范圍內元素。
講解這個流程前，先簡單說一下trivial_destructor。
如果用戶不定義析構函數，而是用編譯器合成的，則說明析構函數基本沒有什麼用（但默認會被調用），稱之為trivial destructor。
那麼，如果一對迭代器所指向的元素都是trivial destructor的，就沒必要浪費時間對每個對象依次執行它的析構函數了，依靠編譯器的行為就好了。這樣在效率上是一種提升。這是STL allocator優化的一個點。
首先利用value_type()取得迭代器指向對象的型別，再利用__type_traits<T>判斷對象的析構函數是否為trivial_destructor。如果是__true_type就什麼都不做，否則循環調用第一版本的destroy()。
第三個版本：
這是針對迭代器為char*和wchar_t*的特化版本，看到它們的函數體為空，你應該猜到了，無須執行析構操作。
內存的申請和銷毀由<stl_alloc.h>負責。SGI關於這一點的設計哲學是：
（1）向system heap要求空間。
（2）考慮多線程狀態。
（3）考慮內存不足時的應變策略。
（4）考慮過多“小型區塊”可能造成的內存碎片問題。
其實我最主要想說的是（3）（4）的設計策略，尤其是內存池的思路。
std::alloc的整體設計思想為：
SGI設計了雙層級配置器，第一級配置器直接使用malloc和free；第二級配置器視情況不同采用不同策略：當配置區塊超過128bytes時，視為“足夠大”，調用第一級配置器處理；當配置區塊小於128bytes時，視為“過小”，為降低額外負擔，采用memory pool（內存池）處理方式，不再借助於第一級配置器。
一、第一級內存配置器解析
第一級配置器主要函數有：allocate分配內存、deallocate釋放內存、reallocate重新分配內存等。
（1）allocate
直接調用C函數malloc，如果內存無法滿足需求，就調用oom_malloc函數。
原來，這是自己實現的handler函數啊，為什麼自己實現呢？因為它使用的並不是operator new配置的內存，所以無法使用C++new-handler機制。
關於這個機制，實際上能有不少東西可說呢，如果你不熟悉它的用途或自己實現的方法，我建議你看看《Effective C++》，或者看看我對《Effective C++》做的筆記。我這裡主要不是想分析語法方面的東西。
（2）deallocate
代碼放上去就應該明白了。
（3）reallocate
這裡依然是調用C的realloc函數，如果調用失敗，就調用oom_realloc函數。
可以看出oom_realloc也是個handler函數。
基本上第一級內存配置器就解釋清楚了。這裡再提一點：SGI以malloc而非operator new來配置內存一方面是歷史原因，另一方面C++並未提供realloc函數。這樣造成了SGI不能直接使用C++的set_new_handler()，只能自己仿真一個。如何仿真set_new_handler，是有特定模式的。
二、第二級內存配置器解析
第二級內存配置器增加了一些機制，避免太多小額區塊造成的內存碎片。小額區塊帶來的不僅是內存碎片，配置時的額外負擔也是個大問題。額外負擔永遠無法避免，畢竟系統要靠這多出來的空間來管理內存，但區塊越小，額外負擔所占的比例越大，自然越浪費。
第二級內存配置器的整體思想是：
（1）如果申請的區塊超過128bytes，就交給第一級內存配置器處理。
（2）如果申請的區塊小於等於128bytes，用內存池管理。
具體為：第二級內存配置器會將任何小額區塊的內存需求上調至8的倍數，並維護16個free-lists，各自管理大小為8、16、24、32、40、48、56、64、72、80、88、96、104、112、120、128字節的小額區塊。
free-lists中節點結構如下：（我已經將這個union注釋）
注意：union的這種用法，也被稱為”柔性數組“成員。本質上，與小端對齊這種存儲方式有關，這是一種技巧。
