用于加速 VC++ STL 的自定义块分配器

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引言

block_allocator 是一个自定义 STL 分配器，可与 Microsoft VC++ 中实现的 STL 配合使用。block_allocator 不会按节点进行分配，而是以固定大小的块分配内存，并按请求提供这些块的一部分。与默认分配器相比，速度通常提高了 40%。块的大小由用户设置，不应太小（会降低速度提升）也不应太大（会浪费内存）。进行实验，找出最适合您应用程序的大小。

block_allocator 可以替换以下容器中的默认分配器

• 列表,
• set,
• multiset,
• map,
• multimap,

但不能用于 `vector` 或 `queue` 等其他容器。请注意，`vector` 和 `queue` 本身已经会进行分块分配。使用 `block_allocator` 非常简单，例如：

// block allocated list of ints with chunks of 1024 elements
std::list<int,block_allocator<int,1024> > l;

常规容器和块分配的容器可以共存而不会出现问题。

与 MSVC++ 6.0/7.0 的兼容模式

由于这些编译器附带的标准库存在限制，因此上述使用模式在此处不适用。要解决此问题，必须按以下步骤操作：对于每个支持的容器，都有一个关联的块分配容器，该容器是通过使用 `block_allocator` 从其派生出来的。您必须为每个要定义的容器定义一个激活宏，然后才能包含 *blockallocator.h*

• list -> block_allocated_list （宏 DEFINE_BLOCK_ALLOCATED_LIST），
• set -> block_allocated_set （宏 DEFINE_BLOCK_ALLOCATED_SET），
• multiset -> block_allocated_multiset （宏 DEFINE_BLOCK_ALLOCATED_MULTISET），
• map -> block_allocated_map （宏 DEFINE_BLOCK_ALLOCATED_MAP），
• multimap -> block_allocated_multimap （宏 DEFINE_BLOCK_ALLOCATED_MULTIMAP），

要在您的应用程序中使用基于块分配的 STL，请定义相应的激活宏，包含 *blockallocator.h*，然后像这样更改您的声明：

• list<type> -> block_allocated_list<type,chunk_size>
• set<key> -> block_allocated_set<key,chunk_size>
• multiset<key> -> block_allocated_multiset<key,chunk_size>
• map<key,type> -> block_allocated_map<key,type,chunk_size>
• multimap<key,type> -> block_allocated_multimap<key,type,chunk_size>

其中 `chunk_size` 是块的大小。您也可以输入其他可选的模板参数（有关更多信息，请参阅 MSVC++ STL 文档）。

MSVC++ 6.0/7.0 兼容模式也可在 MSVC++ 7.1 中使用，因此在将旧代码移植到 7.1 时，您无需修改 `block_allocator` 相关的代码。

多线程问题

每个块分配的容器实例都使用自己的 `block_allocator`，因此只要您的程序方便地保护其容器免受并发访问（或者没有两个线程访问同一个容器实例），就不会出现多线程问题。这与常规 STL 类的情况相同（请记住，容器上的操作不受 `CRITICAL_SECTION` 或类似机制的保护），因此，关键在于：如果您的程序在没有 `block_allocator` 的情况下是多线程安全的，那么使用它之后也会继续保持安全。

版本历史

• 2000 年 2 月 29 日 - 1.1
  • 在 CodeProject 上首次发布。
• 2001 年 3 月 22 日 - 1.2
  • 包含 `operator==` 和 `operator!=` 的定义。缺少这些定义会在调用 `list::swap()` 和类似方法时导致链接错误。有趣的是，没有人报告过这个看似重要的问题，要么是 `swap()` 使用频率不高，要么是很少有人使用 `block_allocator`！
• 2006 年 10 月 25 日 - 1.3
  • 现在 `block_allocator` 可与 MSVC++ 7.1 和 8.0 配合使用。感谢 James May 协助测试此新版本代码。
• 2006 年 10 月 30 日 - 1.4
  • 修复了 `block_allocated_list`、`block_allocated_set` 等中一些错误地设置为 `private` 的 `typedef`。