以下为个人学习笔记整理。参考 PhysX SDK 3.4.0 文档，部分代码可能来源于更高版本。

# Memory Management

PhysX 所有对象的分配都是基于 Foundation 内的 PxAllocatorCallback 完成，这里以 PsPool 作为按理简单介绍一下

先来看看 Pool 的构造函数，这里稍微有些绕：

	// 通过泛型模板定义好该类型的分配器 Alloc
	template <class T, class Alloc = typename AllocatorTraits<T>::Type>
	class PoolBase : public UserAllocated, public Alloc
	{
	PX_NOCOPY(PoolBase)
	protected:
	PoolBase(const Alloc& alloc, uint32_t elementsPerSlab, uint32_t slabSize)
	: Alloc(alloc), mSlabs(alloc), mElementsPerSlab(elementsPerSlab), mUsed(0), mSlabSize(slabSize), mFreeElement(0)
	{
	PX_COMPILE_TIME_ASSERT(sizeof(T) >= sizeof(size_t));
	}
	}

这里接收一个 T 类型的模板类，并根据模板类声明对应的模板类内存分配器 Alloc。 AllocatorTraits<T>::Type 分为两类，这个后面再详细介绍：

	template <typename T>
	struct AllocatorTraits
	{
	#if PX_USE_NAMED_ALLOCATOR
	typedef NamedAllocator Type;
	#else
	typedef ReflectionAllocator<T> Type;
	#endif
	};

不论哪一个，其提供的 allocate 函数都会最终指向 Foundation 的 allocate 函数：

	// NamedAllocator
	void* NamedAllocator::allocate(size_t size, const char* filename, int line)
	{
	if(!size)
	return 0;
	Foundation::Mutex::ScopedLock lock(getMutex());
	const AllocNameMap::Entry* e = getMap().find(this);
	PX_ASSERT(e);
	return getAllocator().allocate(size, e->second, filename, line);
	}

	// ReflectionAllocator<T>
	void* allocate(size_t size, const char* filename, int line)
	{
	return size ? getAllocator().allocate(size, getName(), filename, line) : 0;
	}

	//getAllocator 实际上是从全局单例 Foundation 获取分配器对象
	PxAllocatorCallback& getAllocator()
	{
	return getFoundation().getAllocator();
	}

细心的小伙伴应该发现了两者的细微差别：NamedAllocator 里使用了名字字典并且为了保证线程安全还加了锁，这个我们后面再讲。

下面先来看看 Foundation 的 getAllocator 里面获取到的到底是什么：🤔

	// Foundation 的分配器获取实现如下:
	PxAllocatorCallback& getAllocator()
	{
	return mBroadcastingAllocator;
	}

	// 分配器的注册可以由开发者指定，一般情况下都是使用默认分配器 PxDefaultAllocator
	physx::PxFoundation* PxCreateFoundation(physx::PxU32 version, physx::PxAllocatorCallback& allocator,
	physx::PxErrorCallback& errorCallback)
	{
	return physx::shdfnd::Foundation::createInstance(version, errorCallback, allocator);
	}

	// Foundation 自身是个单例
	Foundation* Foundation::createInstance(PxU32 version, PxErrorCallback& errc, PxAllocatorCallback& alloc)
	{
	if(!mInstance)
	{
	mInstance = reinterpret_cast<Foundation*>(alloc.allocate(sizeof(Foundation), "Foundation", __FILE__, __LINE__));
	// ...
	PX_PLACEMENT_NEW(mInstance, Foundation)(errc, alloc);
	// ...
	}
	return 0;
	}

	//Foundation 的构造函数，其中 mAllocatorCallback 和 mBroadcastingAllocator 都是通过 alloc 对象进行内存分配
	Foundation::Foundation(PxErrorCallback& errc, PxAllocatorCallback& alloc) :
	mAllocatorCallback(alloc), // 在这里被初始化
	mBroadcastingAllocator(alloc, errc) // ...
	{}

getAllocator 返回的是一个 PxAllocatorCallback 的对象，在初始化 Foundation 的时候被设置。

一般情况下会使用默认的分配器进行初始化，当然也可以开发者指定：

	class PxDefaultAllocator : public PxAllocatorCallback
	{
	public:
	void* allocate(size_t size, const char, const char, int)
	{
	//linux 用 malloc, window 用 _aligned_malloc, 保证 16 字节对齐
	void* ptr = platformAlignedAlloc(size);
	PX_ASSERT((reinterpret_cast<size_t>(ptr) & 15)==0);
	return ptr;
	}

	void deallocate(void* ptr)
	{
	platformAlignedFree(ptr);
	}
	};

# 内存分配器

前面简单介绍了 Physx 的两种内存分配器，这里在做一个小小的展开🪂

名字查找的分配器会在 CHECK 或者 DEBUG 模式下开启：

	#if PX_DEBUG \|\| PX_CHECKED
	#define PX_USE_NAMED_ALLOCATOR 1
	#else
	#define PX_USE_NAMED_ALLOCATOR 0
	#endif

由于名字查找的分配模式需要操作 Foundation 内部的一个名字字典，每次查改都需要加锁，所以效率会慢一些：

	PX_INLINE AllocNameMap& getMap()
	{
	return getFoundation().getNamedAllocMap();
	}

	// 初始化的时候新增（加锁）
	NamedAllocator::NamedAllocator(const char* name)
	{
	Foundation::Mutex::ScopedLock lock(getMutex());
	getMap().insert(this, name);
	}

	// 内存分配的时候查找（加锁）
	void* NamedAllocator::allocate(size_t size, const char* filename, int line)
	{
	if(!size)
	return 0;
	Foundation::Mutex::ScopedLock lock(getMutex());
	const AllocNameMap::Entry* e = getMap().find(this);
	PX_ASSERT(e);
	return getAllocator().allocate(size, e->second, filename, line);
	}

初见 Reflection 还以为通过反射机制来实现内存分配，想着蛮吊的。

细看之下越发的疑惑，压根没有任何反射逻辑，单纯是不使用名字查找，且名字通过 C++ 内置的 typeid(T).name() 自动生成。🤕

	template <typename T>
	class ReflectionAllocator
	{
	static const char* getName()
	{
	// ...
	return typeid(T).name();
	}

	public:
	ReflectionAllocator(const char* = 0)
	{
	}

	void* allocate(size_t size, const char* filename, int line)
	{
	return size ? getAllocator().allocate(size, getName(), filename, line) : 0;
	}
	void deallocate(void* ptr)
	{
	if(ptr)
	getAllocator().deallocate(ptr);
	}
	};

效率上面比 NamedAllocator 高的原因大概是省略了名字字典的操作，避免额外的加锁。

另外感叹一下这个类做成模板类看起来仅仅只为了获取 typeid(T) ，属实有些大材小用。

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