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Effective C++ 条款 49:了解new-handler的行为(一)
2015-07-20 17:35:46 来源: 作者: 【 】 浏览:3
Tags:Effective 条款 了解 new-handler 行为

(一)

new_handler函数:当operator new或operator new[]分配内存失败时调用的函数。

set_new_handler函数:试图分配更多内存以足够使用,成功时会返回,否则会抛出一个bad_alloc异常(或其派生类对象)或调用cstdlib的abort()或exit()函数强制退出。


(二)

当operator new分配内存失败(不足)时,会先调用一个客户指定的错误处理函数new-handler,然后抛出一个异常(旧式的行为是返回一个空指针)。客户使用set_new_handler来设定该行为,它是声明于 中的一个标准程序库函数:

namespace std{
	typedef void(*new_handler)();//指向函数的指针
	new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();//获得分配内存失败时应该被调用的函数指针,并返回本函数在调用前正在执行(但马上就要被替换)的new-handler函数指针
}

当operator new无法满足内存申请时,会不断调用new-handler函数直到内存够用。
注:operator new诸函数与new不同,前者是标准程序库中的实现,它是一个函数,但不是重载,而后者是一个表达式。


(三)

一个设计良好的new-handler函数必须做以下事情:

    让更多内存可以被使用。一个做法是程序一开始就分配大量内存,当new-handler被调用时将这些内存空间归还给程序使用。安装另一个new-handler。如果当前的new-handler函数不能申请足够内存,则可以使用set_new_handler替换为其他的合适版本。卸除new-handler,即将空指针传递给set_new_handler。一旦没有安装任何new-handler,operator new会在内在分配失败时抛出异常。抛出bad_alloc(或其派生类对象)的异常。这样的异常不会被operator new捕捉,因此会被传播到内存申请处。不返回,通常调用abort()或exit()。

    (四)

    为支持类专属的new-handler,可以在类中声明需要的new_handler函数,并提供类专属的set_new_handler(指定new-handler)和operator new(确保在分配类对象内存的过程中以该类专属的new-handler替换全局的new-handler)版本。具体过程为:

    (1)声明一个类型为new_handler的静态成员函数,用以指向该类的new-handler。例如:

    class Widget {
    public:
    	static new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
    	static void* operator new(size_t size) throw(bad_alloc);
    private:
    	static new_handler currentHandler;
    };

    注意static成员必须在类外定义(除非是const且是int型),所以需要这么写:

    std::new_handler Widget::currentHandler = 0;

    (2)set_new_handler函数将它获得的指针存储起来,然后返回调用前存储的指针(与标准set_new_handler)相同:
    std::new_handler Widget::set_new_handler(std::new_handler p) throw() {
    	std::new_handler oldHandler = currentHandler;
    	currendHandler = p;
    	return oldHandler;
    }

    (3)使该类的operator new做以下事情:
      调用标准set_new_handler,告诉该类的错误处理函数,这会将该类的new-handler安装为全局的new-handler。调用全局的operator new,执行实际的内存分配。如果分配失败,全局的operator new会调用该类的new-handler,因为那个函数刚刚被安装为全局的new-handler。如果全局的new-handler最终无法分配足够内存,会抛出bad_alloc异常,在此情况下该类的operator new必须恢复原来的全局new-handler,然后再传播该异常。为确保原来的new-handler总是能够被重新安装,该类将全局new-handler视为“资源”并使用资源管理对象来防止资源泄漏。如果全局operator new能够分配足够的内存,会返回一个指针指向分配的地址。该类的析构函数会管理全局new-handler,它会自动将该类operator new被调用前的那个全局new-handler恢复回来。
    (五)
    实例:从资源处理类开始,只有基础性的RAII操作,在构造过程中获得一笔资源,并在析构过程中归还:
    class NewHandlerHolder {
    public:
    	explicit NewHandlerHolder(std::new_handler nh) : handler(nh) {}  //取得目前的new-handler
    	~NewHandlerHolder() {
    		set_new_handler(handler);
    	}  //释放new-handler
    private:
    	std::new_handler handler;   //保存new-handler
    	NewHandlerHolder(const NewHandlerHolder&);   //阻止复制行为
    	NewHandlerHolder& operator= (const NewHandlerHolder&);
    };
    假设有一个类Widget,它实现operator new的方法:
    void* Widget::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc) {
    	NewHandlerHolder h(std::set_new_Handler(currentHandler));  //安装Widget的new-handler
    	return ::operator new(size);  //分配内存或抛出异常,恢复全局new-handler
    }
    Widget的客户应该类似如下方式new-handler:
    void outOfMem();	//声明内存分配失败时的处理函数
    Widget::set_new_handler(outOfMem);	//将上面的函数设定为Widget的new-handler函数
    Widget* pw1 = new Widget;	//如果内存分配失败,调用outOfMem()
    std::string* ps = new std::string;//如果内存分配失败,调用全局的new-handler函数(如果有的话)
    Widget::set_new_handler(0);	//设定Widget专属的new-handler为空,失去专属版本
    Widget* pw2 = new Widget;	//如果内存分配
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