考虑到小型区块可能造成的内存破碎问题，SGI 为此设计了双层级配置器。

  • 当配置区块超过 128bytes 时，称为足够大，使用第一级配置器malloc_alloc_template，直接使用 malloc() 和 free()。
  • 当配置区块不大于 128bytes 时，为了降低额外负担，直接使用第二级配置器default_alloc_template，采用复杂的 memory pool 处理方式。

  1. 维护16条链表，分别是0-15号链表，最小8字节，以8字节逐渐递增，最大128字节，传入一个字节参数，表示需要多大的内存，会自动校对到第几号链表（如需要13bytes空间，会分配 16bytes），在找到第n个链表后查看链表是否为空，如果不为空直接从对应的free_list中取出，将已经取出的指针向后移动一位。

  2. 若对应的free_list为空，先看其内存池是不是空时，如果内存池不为空：

    （1）先检验它剩余空间是否够20个节点大小（即所需内存大小(提升后) * 20），若足够则直接从内存池 中拿出20个节点大小空间，将其中一个分配给用户使用，另外19个当作自由链表中的区块挂在相应的 free_list下，这样下次再有相同大小的内存需求时，可直接取出。

    （2）如果不够20个节点大小，则看它是否能满足1个节点大小，如果够的话则直接拿出一个分配给用 户，然后从剩余的空间中分配尽可能多的节点挂在相应的free_list中。

    （3）如果连一个节点内存都不能满足的话，则将内存池中剩余的空间挂在相应的free_list中（找到相应 的free_list），然后再给内存池申请内存，转到3。

  3. 内存池为空，申请内存。此时二级空间配置器会使用malloc()从heap上申请内存，（一次所申请的内存大小为2 * 所需节点内存大小（提升后）* 20 + 一段额外空间），申请40块，一半拿来用，一半放内存池中。

  4. malloc没有成功。在第三种情况下，如果malloc()失败了，说明heap上没有足够空间分配给我们了，这时，二级空间配置器会从比所需节点空间大的free_list中一一搜索，从比它所需节点空间大的free_list中取出一个节点来使用。如果这也没找到，说明比其大的free_list中都没有自由区块了，那就要调用一级适配器了。

释放时调用deallocate()函数，若释放的n>128，则调用一级空间配置器，否则就直接将内存块挂上自由链 表的合适位置。

STL二级空间配置器虽然解决了外部碎片与提高了效率，但它同时增加了一些缺点：

  1. 因为自由链表的管理问题，它会把我们需求的内存块自动提升为8的倍数，这时若你需要1个字节，它 会给你8个字节，即浪费了7个字节，所以它又引入了内部碎片的问题，若相似情况出现很多次，就会造 成很多内部碎片；
  2. 二级空间配置器是在堆上申请大块的狭义内存池，然后用自由链表管理，供现在使用，在程序执行过 程中，它将申请的内存一块一块都挂在自由链表上，即不会还给操作系统，并且它的实现中所有成员全是静态的，所以它申请的所有内存只有在进程结束才会释放内存，还给操作系统，由此带来的问题有： 1.即我不断的开辟小块内存，最后整个堆上的空间都被挂在自由链表上，若我想开辟大块内存就会失败；2.若自由链表上挂很多内存块没有被使用，当前进程又占着内存不释放，这时别的进程在堆上申请不到空间，也不可以使用当前进程的空闲内存，由此就会引发多种问题。