SGI STL考慮到小型記憶體區塊的碎片問題，設計了雙層級配置器，第一級配置直接使用malloc()和free()；第二級配置器則視情況採用不同的策略，當配置區大於128bytes時，直接呼叫第一級配置器；當配置區塊小於128bytes時，遍不借助第一級配置器，而使用一個memory pool來實現。究竟是使用第一級配置器還是第二級配置器，由一個巨集定義來控制。SGI中預設使用第二級配置器。

       第一級配置器實現的比較簡單，呼叫malloc()申請記憶體，申請失敗的時候，將丟擲bad_alloc異常。下邊我著重介紹下二級配置器的實現思路。

      上邊提到了第二級配置器視情況不同而採用不同的策略；其主要目的是避免太多小額區塊造成記憶體的碎片。通常情況下，當配置區大於128bytes時，配置器視之為“足夠大”而直接呼叫一級配置器，當配置區塊小於128bytes時，就以記憶體池來管理，具體做法是：

        sgi二級配置器會將任何小額區塊的記憶體需求量上調至8的倍數，(例如需求是30bytes,則自動調整為32bytes)，並且在它內部會維護16個free-list， 各自管理大小分別為8， 16， 24，…，128bytes的小額區塊，這樣當有小額記憶體配置需求時，直接從對應的free list中拔出對應大小的記憶體(8的倍數)；當客戶端歸還記憶體時，將根據歸還記憶體塊的大小，將需要歸還的記憶體插入到對應free list的最頂端。如下圖：

                                                                                                                    圖1

      那麼什麼是free-list呢?

      首先我們看下free-list的定義

      上邊free-list節點定義得非常巧妙，與普通連結串列節點採用struct不同，這裡採用的是union；主要原因是由於為了維護free-list連結串列，每個節點需要額外的指標(指向下一個節點)，這樣就會造成一種記憶體浪費。為了避免這種負擔，所以採用的union，根據union的特點，從第一個欄位看，obj可以看作一個指標，指向連結串列中的下一個節點；從第二個欄位看，obj也可以視為一個指標，不過是指向實際的記憶體區，如圖1所示，這種一物兩用的結果，就是不會為了維護連結串列所必須的指標而造成記憶體浪費。（因為stl容器是儲存物件的，所以其自身資訊當然要求是儘可能的少佔用記憶體）。

      下邊我們根據一個圖來講下第二級空間配置器分配及歸還記憶體區塊的過程：

      記憶體分配：

 圖2

            如上，我們要申請96bytes的記憶體(由於其內部有自動調整機制，所以有可能89~95bytes的申請也會自動上調到96bytes)， 首先確定需要在第幾號free-list中獲取，如圖示是第11號free-list my_free_list，然後獲取這個第一個元素(即第一塊記憶體)的地址賦值給result，再調整my_free_list讓其指向下一個區塊。

           記憶體歸還：

 圖3

跟配置記憶體類似，同樣是先尋找對應的free list，然後將要歸還的記憶體塊插入到對應free list的頭部。

不過在記憶體配置的過程中，我們還需要處理這種情況：當對應free list沒有可用區塊時，就需要給對應的free list重新填充記憶體。如下圖：

圖4 

//傳回一個大小為 n的物件，並且有時候會為適當的freelist增加節點. 
//假設 n已經適當上調至 8的倍數。
template <bool threads, int inst> 
void* __default_alloc_template<threads, inst>::refill(size_t n) 
{ 
 int nobjs = 20; 
// 呼叫 chunk_alloc()，嘗試取得 nobjs個區塊做為 free list的新節點。
 // 注意引數 nobjs是pass by reference。
 char * chunk =chunk_alloc(n, nobjs);
obj * volatile * my_free_list; 
 obj * result; 
 obj * current_obj, * next_obj; 
 int i; 
第 2 章空間配置器（allocator）
// 如果只獲得一個區塊，這個區塊就撥給呼叫者用，free list無新節點。
 if (1 == nobjs) return(chunk); 
// 否則準備調整 free list，納入新節點。
 my_free_list = free_list + FREELIST_INDEX(n); 
// 以下在 chunk空間內建立freelist
 result = (obj *)chunk; //這一塊準備傳回給客端
// 以下導引 free list指向新配置的空間（取自記憶池）
 *my_free_list = next_obj = (obj *)(chunk + n); 
// 以下將 free list 的各節點串接起來。
 for (i = 1; ; i++) {//從 1 開始，因為第 0 個將傳回給客端
 current_obj = next_obj; 
 next_obj = (obj *)((char *)next_obj + n); 
 if (nobjs - 1 == i) { 
 current_obj -> free_list_link = 0; 
 break; 
 } else { 
 current_obj -> free_list_link = next_obj; 
 } 
 } 
 return(result); 
} 

        refill()函式完成的主要功能是：根據所需要申請的區塊的大小n,呼叫chunk_alloc(n, nobjs); 預設申請nobjs個區塊（預設為20，又可能不足20，nobjs是引用傳遞）；如果申請的區塊只有一個，那麼直接返回，free list仍舊無可用區塊，如果大於1，那麼將第一個chunk塊作為返回值，其餘的chunk按照n劃分為free list的節點，並將其串接到free list中區。最後free list頭節點會指向到新分配的chunk。

        綜上，我便將stl二級空間配置的空間的配置，回收，以及重新填充大小詳細介紹了一遍，下篇將繼續介紹記憶體池的設計。