(一)
当我们写下了下面这个语句:
Widget* pw = new Widget;
这个时候,共有两个函数被调用:一个分配内存的operator new,另外一个是Widget的default构造函数。
假设第一个调用成功,第二个却抛出异常。步骤一所分配内存必须取消并恢复旧观,否则会造成内存泄漏。这时,客户没能力归还内存,因为Widget构造函数抛出异常,pw尚未被赋值,客户手上也就没有指针指向该被归还的内存。
这个时候,取消步骤一,并恢复旧观的责任就落到C++运行系统身上。
运行期系统会高兴的调用步骤一所调用operator new的相应的operator delete版本,前提是他必须知道哪一个operator delete被调用(可能有许多个)。
如果目前面对的是拥有正常签名式的new和delete,并不是问题,
正常的new和对应正常的delete:
void* operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc); void operator delete(void* rawMemory) throw();//global 作用域中的正常签名式 void operator delete(void* rawMemory, std::size_t size) throw();//class作用域中的典型签名式。
(二)
但是当你开始声明非正常形式的operator new,也就是带附加参数的operator new。
这个时候,“究竟哪一个delete伴随这个new”的问题就浮现了:
比如说:
class专属的operator new要求接受一个ostream,志记相关分配信息,同时又写了个正常形式的class专属operator delete:
class Widget{ public: static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc); static void* operator delete(void* pMemory, std::size_t size) throw(); };
如果operator new接受的参数除了一定会有的那个size_t之外还有其他,这个便是所谓的placement new。
众多placement new中特别有一个是“接受一个指针指向对象该被构造之处”,那样的operator new长相如下:
void* operator new(std::size_t, void* pMemory) throw();
Widget* pw = new(std::cerr) Widget;
这个如果Widget构造函数抛出异常,运行期系统无法知道真正被调用的那个new如何运作,因此无法取消分配并恢复旧观。运行期系统寻找“参数个数和类型都与operator new相同的”某个operator delete。应该是:
void operator delete(void*, std::ostream&) throw();
被称为placement deletes。
现在,既然Widget没有声明placement版本的operator delete,所以运行期系统什么也不做。如果Widget构造函数抛出异常,不会有任何operator delete被调用。
所以会造成内存泄漏。
(三)
规则很简单:如果一个带额外参数的operator new没有“带相同额外参数”的对应版operator delete,那么当new的内存分配动作需要取消并恢复时就没有任何operator delete会被调用。所以有必要声明一个placement delete,对应于那个有志记功能的placement new:
class Widget{ public: static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc); static void* operator delete(void* pMemory, std::size_t size) throw(); static void* operator delete(void* pMemory, std::ostream& logStream) throw(); };
这样改变后,如果Widget构造函数抛出异常:
Widget* pw = new (std::cerr) Widget;
对应的placement delete会被自动调用,让Widget有机会确保不泄露内存。
这个语句:
delete pw;//调用正常的operator delete
placement delete只有在“伴随placement new调用而触发的构造函数”出现异常时才会被调用。对一个指针施行delete绝不会导致调用placement delete。
这意味对所有placement new我们必须同时提供一个正常的delete和一个placement版本。
(四)
由于成员函数的名称会掩盖其外围作用域中的相同名称,你必须小心让class专属的news掩盖客户期望的其他news(包括正常版本)。
例如你有一个base class,其中声明唯一一个placement operator new,客户会发现他们无法使用正常形式的new:
class Base { public: ... static void* operator new(size_t size, ostream& logStream) throw(bad_alloc); //这个new会遮掩正常的global形式 }; Base* pb = new Base; //错误!因为正常形式的operator new被遮掩 Base* pb = new (std::cerr) Base; //正确,调用Base的placement new.
同样的道理,derived classes中的operator news会遮掩global版本和继承而得的operator new版本:
class Derived : public Base { //继承先前的Base public: ... static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc); 重新声明正常形式的new ... }; Derived* pd = new(std::clog) Derived; //错误,因为Base的placement被遮掩了。 Derived* pd = new Derived; //没问题,调用Derived的operator new.
(五)
缺省情况下c++在global作用域内提供以下形式的operator new:
void* operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc); //normal new void* operator new(std::size_t, void*) throw(); //placement new void* operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();// nothrow new
如果你在class内声明任何operator news,它会遮掩上述这些标准形式。除非你的意思就是要阻止class的客户使用这些形式,否则确保他们在你生成的任何定制型operator new之外还可用。
解决所有问题的一个简单的做法是,建立一个base class,内含所有正常形式的new和delete:
class StandardNewDeleteForms{ public: //normal new/delete static void* operator new(std::size_t size)throw(std::bad_alloc) {return ::operator new(size);} static void operator delete(void* pMemory) throw() {::operator delete(pMemory);} //placement new/delete static void* operator new(std::size_t size, void* ptr) throw() {return ::operator new(size, ptr);} static void operator delete(void* pMemory, void* ptr)throw() {return ::operator delete(pMemory, ptr);} //nothrow new/delete static void* operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t& nt)throw() {return ::operator new(size, nt);} static void operator delete(void* pMemory, const std::nothrow_t&) throw() {::operator delete(pMemory);} };
凡是想自定义形式扩充标准形式的客户,可利用继承机制及using声明式取得标准形式:
class Widget: public StandardNewDeleteForms{ public: using StandardNewDeleteForms::operator new; using StandardNewDeleteForms::operator delete; static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream)throw(std::bad_alloc); static void operator delete(void* pMemory, std::ostream& logStream) throw(); };
请记住:
(1)当你写一个placement operator new,请确定也写出了对应的placement operator delete.如果没有这样做。你的程序可能会发生隐微而时断时续的内存泄漏.
(2)当你声明placement new和placement delete。请确定不要无意识地遮掩它们的正常版本.