027 Rust死灵书之Vec内存分配

介绍

本系列录制的视频主要放在B站上Rust死灵书学习视频

Rust 死灵书相关的源码资料在github.com/anonymousGiga/Rustonomi...

Vec内存分配

在上节中我们写了个简化版的Unique,在后面的章节中我们使用nightly版本中的Unique。

使用nightly版本

使用nightly的方法就是在cargo命令之后加上“+nightly”,其它都和直接使用cargo一样。

cargo +nightly new learn_myvec  #创建工程
cargo +nightly run #运行工程

在代码中定义MyVec如下:

#![feature(ptr_internals)]

use std::ptr::{Unique, self};

pub struct MyVec<T> {
    ptr: Unique<T>,
    cap: usize,
    len: usize,
}

空的Vec内存分配

当我们未初始化分配内存的时候,此时我们应该如何处理?

#![feature(ptr_internals)]
//#![feature(alloc)]
use std::mem;

use std::ptr::{Unique, self};

pub struct MyVec<T> {
    ptr: Unique<T>,
    cap: usize,
    len: usize,
}


impl<T> MyVec<T> {
    fn new() -> Self {
        assert!(mem::size_of::<T>() != 0, "还没准备好处理零尺寸类型");  //此处我们先不处理T为零尺寸大小类型的情况
        MyVec { ptr: Unique::dangling(), len: 0, cap: 0 }
    }
}

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

需要内存时的分配

上面我们处理了为空时的情况,下面开始讨论需要内存时的情况,大体逻辑如下:

if cap == 0:
    allocate()
    cap = 1
else:
    reallocate()
    cap *= 2

分配内存时的一种可能的实现:

#![feature(ptr_internals)]
use std::mem;
use std::alloc::{alloc, realloc, Layout, handle_alloc_error};

use std::ptr::{Unique, self};

pub struct MyVec<T> {
    ptr: Unique<T>,
    cap: usize,
    len: usize,
}

impl<T> MyVec<T> {
    fn new() -> Self {
        assert!(mem::size_of::<T>() != 0, "还没准备好处理零尺寸类型");
        MyVec { ptr: Unique::dangling(), len: 0, cap: 0 }
    }

    fn grow(&mut self) {
        unsafe {
            let align = mem::align_of::<T>();
            let elem_size = mem::size_of::<T>();
            let layout: Layout;

            let (new_cap, ptr) = if self.cap == 0 {
                layout = Layout::from_size_align_unchecked(elem_size, align);
                let ptr = alloc(layout);
                (1, ptr)
            } else {
                let new_cap = self.cap * 2;
                let old_num_bytes = self.cap * elem_size;

                assert!(old_num_bytes <= (isize::MAX as usize) / 2,
                        "capacity overflow");

                let new_num_bytes = old_num_bytes * 2;
                layout = Layout::from_size_align_unchecked(new_num_bytes, align);
                let ptr = realloc(self.ptr.as_ptr() as *mut _,
                                      layout,
                                    new_num_bytes);
                (new_cap, ptr)
            };

            if ptr.is_null() { handle_alloc_error(layout); }

            if let Some(ptr) = Unique::new(ptr as *mut _) {
                self.ptr = ptr;
            } else {
                panic!("error!");
            }
            self.cap = new_cap;
        }
    }
}

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}
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