c++ - 如何跟踪 STL 库分配的内存

Question

我想跟踪所有 STL 容器(如 map、list、vector 等)分配的所有内存(由 std lib 分配的大小)。我只想跟踪 STL 容器而不是常规对象创建。基本上想覆盖标准库的新建和删除。

例子

class demo  {
public:
  int i;
  std::list<int> mylist;
}

int main() {
demo dd = new demo(); // -> Don't want to track this. Just want to track
                      //    mylist(size of my list) 
}

我发现 std 有它自己的分配器选项。例如列表有它是分配器

template < class T, class Alloc = allocator<T> > class list;

如果我没有定义任何东西，默认分配器是什么。我有数千个列表，然后没有一个有分配器，我不想手动更改它们中的每一个。所以，我在想是否有办法用我的默认分配器替换默认分配器。

如何做到这一点？

Answer 1

标准容器的默认分配器是 std::allocator ，当未提供分配器时，它用于所有标准容器( std::vector 、 std::list 等)。

要跟踪分配和解除分配，您必须创建一个可用于跟踪的分配器。你可以使用这样的东西:

template<typename _Ty>
struct MyAllocator
{
    typedef _Ty value_type;
    static _Ty* allocate(std::size_t n) 
    {    
        //Code that runs every allocation
        ...
        return std::allocator<_Ty>{}.allocate(n); 
    }

    static void deallocate(_Ty* mem, std::size_t n)
    {
        //Code that runs every deallocation
        ...
        std::allocator<_Ty>{}.deallocate(mem, n);
    }
};

MyAllocator镜子 std::allocator但它允许您在发生分配时运行一些自己的代码。你想把什么放在那里取决于你。

有两种方法可以让所有容器都使用您的分配器。

1. 您可以替换 std::list 的所有实例(或 std::vector 、 std::map 等)带有模板别名。对于 std::list别名看起来像这样:

   template<typename _Ty>
   using MyList = std::list<_Ty, MyAllocator<_Ty>;
   

   替换 std::list 的所有实例与 MyList .现在你的分配器被你所有的容器使用。将此应用于另一个容器更改 list容器的名称(例如 vector 将别名重命名为 MyVector 并将 std::list 更改为 std::vector )。

2. 如果您无法编辑该文件或您不想修改它，还有另一种选择。您可以使用宏来替换 list 的所有实例使用您定义的类。必须在 namespace std 中声明此类你必须确保包括<list>在设置宏之前。为 std::list 设置看起来像这样:

   #include <list>
   
   namespace std
   {
       template<typename _Ty, typename _Alloc = MyAllocator<_Ty>>
       using tracked_list = list<_Ty, _Alloc>;
   }
   
   #define list tracked_list
   

   对于不同的容器，更改 list到您要替换的任何容器(例如，对于 vector，将两个位置的 tracked_list 更改为 tracked_vector，并在所有三个位置将 list 替换为 vector。确保此代码位于任何其他代码之前可以使用 std::list 。如果将它放在头文件中，请在其他任何内容之前包含该头文件。如果它在源文件中，请将其放在文件顶部。此代码不会覆盖用户提供的分配器，但它将使您的分配器成为默认分配器。

   此方法将更改变量名称，这可能会影响您的代码。如果可能，您应该使用方法 1。但是，如果您有无法更改的代码或位于外部 header 中的代码并且也需要将其应用于该代码，则此方法应该有效。