C++ STL 記憶體分配的思想以及使用union（共用體）的妙處
STL空間配置器
前言：
今天看書《STL原始碼剖析》，書中說道：空間配置器;空間配置器是用來為容器分配記憶體的一個東西，空間配置器中有兩種配置器：第一級配置器，第二級配置器
當用戶申請的記憶體小於128bytes的時候，用第二級配置器，當用戶申請的記憶體大於128bytes的時候，第二級配置器已經不能滿足，這個時候要祭出第一級配置器這個武器。
第一級配置器
第一級配置器直接呼叫malloc函式來分配記憶體。
第二級配置器
free_list結構：
第二級配置器才是重點：為了解決分配記憶體的時候出現碎片的問題，第二級配置器使用了記憶體池的機制，首先，free_list 維護了16個連結串列，每個連結串列my_free_list 存放的節點的大小是~~~這一類同樣大小的記憶體（一般是20個），最小的是8個位元組，然後開始以8的倍數遞增，分別是 8，16，24，32，40，48，56，64，72，80，88，96，104，112，120，128，perfect ！！！，剛好到128個位元組，這就是為什麼大於128bytes要使用第一級配置器了，因為，第二級配置器最多隻能分配128bytes，
好了，這16個連結串列，裡邊每一個連結串列的節點都是這種結構
union obj{
union obj *free_list_link;
char client_data[1];
}free_list分配：
如果使用者要申請大小為N的記憶體，如果N>128,用第一級配置器，如果N<128,假設N=15,為了避免記憶體碎片，把N上調到8的倍數，這裡是16，那麼就去找到大小為節點16的那個空閒連結串列，my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(N), FREELIST_INDEX(N),的功能是把通過N上調到合適的8的倍數，然後算出相應的那一個free_list的號數，比如說：N = 15 那就調到16，16/8 = 2，從0開始算那就是第一號free_list,,如果那個連結串列free_list 有可用的記憶體塊，那麼就把第一塊拿出來,然後就把頭指標往下移動一個單位 ，比如說找的了連結串列指標是my_free_list,取出第一個 result = * my_free_list , 連結串列頭指標下移my_free_list = result ->free_list_link;
free_list無可用，memory pool 登場之1：
如果第二號free_list的記憶體塊都用完了，這個時候，向記憶體池申請，一般是20個大小為16bytes的記憶體，把第一個返回，其餘19個加到free_list中
free_list無可用，memory pool 登場之2：
在退一步，如果我們的大本營memory pool，記憶體池不夠提供20個大小為16的塊，但是足夠提供幾個可能是7個，那麼就把這7個給分配出去1個返回，6個加到free_list，注意這個時候記憶體池已經空了
free_list無可用，memory pool 登場之3：
再慘一點，如果記憶體池裡邊只有一個，那就直接返回這個，如果記憶體池裡邊的大小不足以提供一個申請的單位，如不足16bytes,那麼也不要浪費，把剩下來的一點點進行判斷 是否為8的倍數，分出去加到相應的free_list裡邊，這個時候就要開始使用malloc來分配heap記憶體了，這次申請的標準也定的挺巧妙，是 (40+n)*16 ,因為free_list向記憶體池申請20 * 16 bytes，那麼我就申請雙倍一半給free_list ，一半給memory pool,至於n嘛，為1個附加值，你申請的次數越多，n就越大，這更符合實際
感嘆：
好了，以上就是記憶體分配的全部過程，比較複雜，不過真心巧妙，宛如一件藝術品。
釋放：
如果要釋放記憶體的話，很簡單，若釋放的大小size>128bytes，直接呼叫第一級配置器的釋放函式dealloc()，其實就是內部呼叫free(),如果釋放的大小<128那麼判斷大小從而確定 屬於哪一號free_list，比如說是64，那就是64/8 -1，那就是第7號free_list,把這塊要回收的記憶體插到第7號free的開頭，然後指標my_free_list指標向前移動一個節點，ok!!!
這次真的領略到了大師的水準啊，這個記憶體分配回收機制太美妙了，極大的減少了開闢空間回收空間的損耗，不到迫不得已並不會使用malloc(),對於記憶體的利用無所不用其法，佩服佩服！！
附加：union的妙用
另外：free_list的節點的定義也是非常的巧妙！！
union 修飾的這種資料型別，裡面可以存放多種不同型別的資料，並且公用一塊記憶體，也就是說 free_list_link 和client_data 用的是同一塊記憶體，前者表示指向下一個節點的指標，後者表示一個指向實際記憶體的指標，它們公用同一塊記憶體，正是因為無論在什麼情況下，二者只用其一，情況無非兩種，分配和不分配，不分配的時候，節點就放在空閒連結串列裡面，節點內容是下一個節點的地址，如果被分配了，那麼節點內容就是指向一塊實際的記憶體，這樣就不用在節點裡開兩個不同記憶體的變數，節省的好多空間（正正符合STL的哲學），這個做法太完美了！！！！
union 主要用於這種 n選1的情況，也可以用例外一種情況以達到例外一種妙用，
union Matrix
{
struct m{_11;_12,_13;_21,_22;_23;_31;_32;_33};
int a[3][3];
}3D中經常用到的Matrix 結構體，一個元素可以有兩種，表示方式，_11,和a[0][0];符合不同的人的使用習慣