【C++】《Effective C++》第八章

第八章 定制new和delete

对于程序开发来说，了解C++内存管理例程的行为是非常重要的。其中两个主角是分配例程和归还例程(operator new和operator delete)，配角是new-handker，这是当operator new无法满足客户的内存需求时所调用的函数。

注意：STL容器所使用的heap内存是由容器所拥有的分配器对象(allocator objects)管理，不是被new和delete直接管理。

条款49：了解new-hander的行为

请记住

• set_new_handler允许客户指定一个函数，在内存分配无法获得满足时被调用。
• Nothrow new是一个颇为局限的工具，因为它只适用于内存分配；后继的构造函数调用还是可能抛出异常。

条款50：了解new和delete的合理替换机制

一般处于下列原因可能想要替换编译器提供的operator new和operator delete：

• 为了检测运用错误。
• 为了收集动态分配内存的使用统计信息。
• 为了增加分配和归还的速度。
• 为了降低缺省内存管理器带来的空间额外开销。
• 为了弥补缺省分配器中的非最佳齐位。
• 为了将相关对象成簇集中。
• 为了获得非传统的行为。

下面是一个”为了检测运用错误“而实现的简单的 operator new 的例子，通过在首部和尾部插入一个签名，返回中间内存块给程序使用，如果程序在使用内存时发生过在区块前或区块后写入的行为，那么签名就会被修改，因此可以检测这种行为：

static const int signature = 0xDEADBEEF; // 边界符
typedef unsigned char Byte;
void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc) {
    // 多申请一些内存来存放占位符
    size_t realSize = size + 2 * sizeof(int);
    // 申请内存
    void *pMem = malloc(realSize);
    if (!pMem) throw bad_alloc();
    // 写入边界符
    *(reinterpret_cast<int*>(static_cast<Byte*>(pMem)+realSize-sizeof(int)))= *(static_cast<int*>(pMem)) = signature;
    // 返回真正的内存区域
    return static_cast<Byte*>(pMem) + sizeof(int);
}

这个例子主要是展示，它存在很多错误：

• 所有的 operator new 都应该内含一个循环，反复调用某个 new-handling 函数，这里却没有。
• C++要求所有 operator new 返回的指针都有适当的对齐。这里 malloc 返回的指针是满足要求的，但是因为上述实现并不是直接返回 malloc 的结果，而是返回一个 int 偏移后的地址，因此无法保证它的安全。

请记住

• 有许多理由需要自定的new和delete，包括改善效能、对heap运用错误进行调试、手机heap使用信息。

条款51：编写new和delete时需固守常规

请记住

• operator new应该包含一个无穷循环，并在其中尝试分配内存，如果它无法满足内存要求，就该调用new-handler。它也应该有能力处理0bytes申请。Class专属版本则还应该处理"比正确大小更大的(错误)申请"。
• operator delete应该在收到null指针时不做任何事。Class专属版本则还应该处理"比正确大小更大的(错误)申请"。

条款52：写了placement new也要写placement delete

请记住

• 当你写一个placement operator new，请确定也写出类对应的placement operator delete。如果没有这样做，你的程序可能会发生隐蔽而时断时续的内存泄漏。
• 当你声明placement new和placement delete，请确定不要无意识(非故意)地遮掩了它们的正常版本。