如何通过Allocator按模块追踪C++内存分配？

我有一个大量依赖标准库和C风格malloc分配内存的大型C++程序，需要分析单个模块的内存消耗情况。简单来说，Mgrx都是包含大量标准库及自定义类字段的复杂类，我想统计Module1的内存占用，且希望尽可能减少手动修改代码的操作。

struct Mgr1;

struct Mgr2;

struct Mgr3;


struct Module1 {
    vector<Mgr1> v1;
    vector<Mgr1> v3;
    ...
};


struct Module2 {
    vector<Mgr1> v2;
    vector<Mgr1> v3;
};

已知的工具思路 #

• Jemalloc：可通过thread.allocatedp按线程追踪内存分配，适合程序按线程池划分模块（各模块用专属线程池处理请求、通过消息通信）的场景。
• mmap/sbrk：我已完全弃用直接调用mmap或sbrk分配内存，所有内存分配均委托给Jemalloc。
• Jemalloc的arena：
  • 可将线程绑定到专属arena，arena的大小即为该线程“占用”的内存。
  • 若程序未按线程池划分模块，可在特定模块中使用mallocx。例如模块A调用模块B时，将模块B的所有malloc替换为指定专属arena的mallocx，该arena的大小即为模块B的内存占用。

C++中的实现困难 #

• C++标准库依赖Allocator指定内存分配方式，无法通过宏直接将malloc替换为mallocx，必须自定义Allocator——哪怕是简单的std::string，都要替换成std::basic_string<char, std::char_traits<char>, Myallocator<char>> s。
• Allocator存在类型差异：vector<T, ThisAllocator<T>>与vector<T, ThatAllocator<B>>是不同类型；如果存在vector<vector<T>>这类复杂嵌套类型，还需要使用scoped_allocator_adaptor。

因此，追踪某类或某模块所有实例的内存分配难度极大。

我想知道是否存在性能损耗较低的简便方案？我认为若Mgr1的所有字段及子字段都使用某种Allocator，即可在其allocate方法中记录内存使用情况，但如何仅强制Mgr1及其所有直接、间接子字段使用自定义Allocator？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者calvin