4.4
Chunks（大塊內(nèi)存）
每個(gè)Chunk對象包含并管理一大塊內(nèi)存，其中包含固定數(shù)量的區(qū)塊。你可以在構(gòu)造期間設(shè)定區(qū)塊的大小和數(shù)量。你可以從chunk中分配和歸還區(qū)塊。一旦chunk之中沒有剩余區(qū)塊，分配函數(shù)便傳回0。chunk定義如下：
// Nothing is private - Chunk is a Plain Old Data (POD) structure
// structure defined inside FixedAllocator
// and manipulated only by it
struct Chunk{
void Init(std::size_t blockSize, unsigned char blocks);
void Release();
void* Allocate(std::size_t blockSize);
void Deallocate(void* p, std::size_t blockSize);
unsigned char* pData_;
unsigned char
firstAvailableBlock_,
blocksAvailable_;
};
除了一個(gè)指針指向被管理內(nèi)存本身，firstAvailableBlock_保存chunk內(nèi)第一個(gè)可用區(qū)塊的索引，blocksAvailable_保存chunk內(nèi)可用區(qū)塊總數(shù)。
Chunk的接口非常簡單。Init()用于初始化，Release()用來釋放。Allocate()用來分配，Deallocate()用來歸還。Chunk不保存區(qū)塊的大小，它沒有構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和賦值運(yùn)算符，定義自己的copy語義會(huì)損及上一層的效率——上一層將chunk置于一個(gè)vector。
chunk的結(jié)構(gòu)反應(yīng)出設(shè)計(jì)中一個(gè)重要折衷。blocksAvailable_和firstAvailableBlock_都是unsigned char型別，因此一個(gè)chunk無法擁有255個(gè)以上的區(qū)塊。
另外我們利用“未被使用的區(qū)塊”的第一個(gè)bytes來存放下一個(gè)“未被使用的區(qū)塊”的索引號(hào)。這樣我們就擁有了一個(gè)單向鏈表。無需占用內(nèi)存。
初始化函數(shù)如下：
void Chunk::Init(std::size_t blockSize, unsigned char blocks){
pData_ = new unsigned char[blockSize * blocks];
firstAvailableBlock_ = 0;
blocksAvailable_ = blcoks;
unsigned char i = 0;
unsigned char* p = pData_;
for(; i != blocks; p += blockSize){
*p = ++i;
}
}
我們來看一下將區(qū)塊數(shù)量限制在unsigned char的大?。?/font>0~255）的原因。假如我們使用一個(gè)較大型別，比如unsigned short（0~65535），我們將遭遇兩個(gè)問題，一個(gè)小問題，一個(gè)大問題。
小問題是我們無法分配小于sizeof(unsigned
short)的區(qū)塊，這令人尷尬，因?yàn)槲覀冋诮⒁粋€(gè)小型對象分配器。（這里指的是，對于1 byte區(qū)塊大小的chunk，由于索引號(hào)有2 bytes，無法建立內(nèi)嵌的單向鏈表，cuigang）。
大問題是齊位（alignment）問題。假設(shè)你為一個(gè)5 bytes區(qū)塊建立一個(gè)專屬分配器。這種情況下如果想將“指向如此一個(gè)5 bytes區(qū)塊”的指針轉(zhuǎn)換為unsigned int（原文如此，估計(jì)作者是想說從一個(gè)起始為奇地址的區(qū)塊提領(lǐng)（dereference）一個(gè)偶字節(jié)變量會(huì)導(dǎo)致異常的問題，這幾個(gè)函數(shù)中都有提領(lǐng)的動(dòng)作。cuigang），會(huì)造成不確定行為。
unsigned
char類型可以簡單的解決這個(gè)問題。它大小為1，無齊位問題。只不過我們將無法分配多于255的區(qū)塊。但這個(gè)我們是可以接受的。
分配函數(shù)Allocate()是典型的list操作。
void* Chunk::Allocate(std::size_t blockSize){
if(!blocksAvailable_) return 0;
unsigned char* pResult =
pData_ + (firstAvailableBlock_ * blockSize);
firstAvailableBlock_ = *pResult;
--blocksAvailable_;
return pResult;
};
這個(gè)函數(shù)成本很小，不需要查找動(dòng)作，在常數(shù)事件內(nèi)完成，而不像系統(tǒng)分配需要線性時(shí)間。
歸還函數(shù)Deallocate()行為相反，這里要注意，由于Chunk對區(qū)塊大小一無所知，所以你必須將區(qū)塊大小當(dāng)作參數(shù)傳入，同時(shí)注意里面很多的異常處理來避免你將錯(cuò)誤指針傳入：
void Chunk::Deallocate(void* p, std::size_t blockSize){
assert(p >= pData_);
unsigned char* toRelease = static_cast<unsigned char*>(p);
assert((toRelease - pData_) % blockSize == 0);
*toRelease = firstAvailableBlock_;
firstAvailableBlcok_ = static_cast<unsigned char>(
(toRelease - pData_) / blockSize);
assert(firstAvailableBlock == (toRelease - pData_) / blockSize);
++blocksAvailable_;
};