复制有状态内存分配器：标准库分配器语义和内部内存

Question

复制有状态内存分配器：标准库分配器语义和内部内存

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我正在编写一组分配器，旨在用于非常高性能的环境中，因此稍微受限的使用（由编译器调节，而不是运行时错误）是可取的。我已经阅读了C++11状态分配器的语义以及符合容器的预期使用方式。

下面贴出一个简单的分配器，它只包含分配器对象内的一块内存。在C++03中，这是不合法的。

template <typename T, unsigned N>
class internal_allocator {
private:
    unsigned char storage[N];
    std::size_t cursor;
public:
    typedef T value_type;
    internal_allocator() : cursor(0) {}
    ~internal_allocator() { }

    template <typename U>
    internal_allocator(const internal_allocator<U>& other) {
        // FIXME: What are the semantics here?
    }

    T* allocate(std::size_t n) {
        T* ret = static_cast<T*>(&storage[cursor]);
        cursor += n * sizeof(T);
        if (cursor > N)
            throw std::bad_alloc("Out of objects");
        return ret;
    }
    void deallocate(T*, std::size_t) {
        // Noop!
    }
};

在C++11中，这可行吗？“复制有状态的分配器”是什么意思？由于目标容器调用源容器中所有元素的复制构造函数，因此分配器内部的内存是否必须显式复制，或者默认构造是否足够？

这引出了一个问题，以性能为最终目标，对于propagate_on_container_{copy, swap, move}，合理的值是什么？select_on_container_copy_construction返回什么？

如果需要更多细节，请告诉我，因为这似乎是一个相当模糊的问题 - 至少对我来说如此=）

这种争议起源于这样的定义：当两个相同的分配器类型实例a == b返回true时，保证使用a分配的内存可以使用b释放。但似乎对于这个分配器永远不会成立。标准还规定，当分配器被复制构造时，例如A a(b)，a == b保证返回true。

- jared_schmitz

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根据 https://youtu.be/0MdSJsCTRkY ，这个内存分配器是一个不好的有状态分配器的例子。看来这种类型的分配器恰恰是那种需要你拥有“非传播”分配器的情况，因为它无法以有意义的方式进行复制（在我看来，这是一种过于复杂的不好动机）。我认为把内存分配器视为指向堆的指针（带有特性和功能）是明智的。在这里也可以看到 https://dev59.com/2rHma4cB1Zd3GeqPSN4g - alfC

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jonathan Wakely · Accepted Answer

分配器要求指出，分配器的副本必须能够释放彼此的内存，因此通常无法将内存存储在分配器对象内部。

这是有效的：

using IAllocChar = internal_allocator<char, 1024>;
IAllocChar::pointer p
IAllocChar a1;
{
  IAllocChar a2(a1);
  p = std::allocator_traits<IAllocChar>::allocate(a2, 1);
}
std::allocator_traits<IAllocChar>::deallocate(a1, p, 1)

因此，您需要在分配器对象之外存储实际内存（或仅以非常受限的方式使用它，以确保在任何东西引用其拥有的内存时，该对象不会超出范围）。

您还将遇到重新绑定internal_allocator的困难，以下代码应该执行什么操作？

using IAllocChar = internal_allocator<char, 1024>;
using IAllocInt = std::allocator_traits<IAllocChar>::rebind_alloc<int>;
IAllocChar ac;
auto pc = ac.allocate(1);  // got bored typing allocator_traits ;-)
IAllocInt  ai(ac);
auto pi = ai.allocate(1);
IAllocChar(ai).deallocate(pc, 1);
IAllocInt(ac).deallocate(pi, 1);