【C++內存管理】vs2017 標準分配器實現

vs2017 標準庫中，std::allocator 的實現如下：

template<class _Ty>
class allocator
{
//...
	void deallocate(_Ty * const _Ptr, const size_t _Count)
	{	// deallocate object at _Ptr
		// no overflow check on the following multiply; we assume _Allocate did that check
		_Deallocate<_New_alignof<_Ty>>(_Ptr, sizeof(_Ty) * _Count);
	}

	_NODISCARD _DECLSPEC_ALLOCATOR _Ty * allocate(_CRT_GUARDOVERFLOW const size_t _Count)
		{	// allocate array of _Count elements
		return (static_cast<_Ty *>(_Allocate<_New_alignof<_Ty>>(_Get_size_of_n<sizeof(_Ty)>(_Count))));
		}
	}

allocator 是一個模板類，_Ty 用來指定給具體類分配內存。其中最重要的當然是 deallocate 和 allocate 兩個函數，用來分配內存和釋放內存。

先來看看 allocate：

• 傳入的參數爲待分配內存對象的個數，而不是字節數。
• 底層的實現如下：

_DECLSPEC_ALLOCATOR static void * _Allocate(const size_t _Bytes)
{
	return (::operator new(_Bytes));
}

可以看到，它並沒有做任何內存管理的動作，只是調用了全局的 operator new 函數。

再來看看 deallocate：

• 傳入的參數爲待釋放內存塊的指針，以及其中的放置對象的數量。
• 底層實現如下：

template<size_t _Align,
	enable_if_t<(!_HAS_ALIGNED_NEW || _Align <= __STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__), int> = 0> inline
	void _Deallocate(void * _Ptr, size_t _Bytes)
	{	// deallocate storage allocated by _Allocate when !_HAS_ALIGNED_NEW || _Align <= __STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__
	//...
	::operator delete(_Ptr, _Bytes);
	}

可以看到，它也只是調用了全局的 operator delete 函數。

因此，由上可以看出：

• std::allocator 並沒有做任何內存管理的動作，底層只是調用了 ::operator new 和 ::operator delete，而它們又底層調用了 malloc 和 free。所以，cookie 的內存浪費仍然存在。
• std::allocator 的內存分配和釋放是以對象爲單位，而不是字節。而且內存在釋放的時候，還需要具體指定釋放的內存塊的大小(以對象爲單位)。