new和delete原理
来源:互联网 发布:淘宝话费慢充 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 03:08
当我们在程序中写下 new 和 delete 时,我们实际上调用的是 C++ 语言内置的 new operator 和 delete operator.所谓语言内置就是说我们不能更改其含义,它的功能总是一致的。以 new operator 为例,它总是先分配足够的内存,而后再调用相应的类型的构造函数初始化该内存。而 delete operator 总是先调用该类型的析构函数,而后释放内存(图1)。我们能够施加影响力的事实上就是 new operator 和 delete operator 执行过程中分配和释放内存的方法。
new operator 为分配内存所调用的函数名字是 operator new,其通常的形式是 void * operator new(size_t size); 其返回值类型是 void*,因为这个函数返回一个未经处理(raw)的指针,未初始化的内存。参数 size 确定分配多少内存,你能增加额外的参数重载函数 operator new,但是第一个参数类型必须是 size_t.
delete operator 为释放内存所调用的函数名字是 operator delete,其通常的形式是 void operator delete(void *memoryToBeDeallocated);它释放传入的参数所指向的一片内存区。
这里有一个问题,就是当我们调用 new operator 分配内存时,有一个 size 参数表明需要分配多大的内存。但是当调用 delete operator 时,却没有类似的参数,那么 delete operator 如何能够知道需要释放该指针指向的内存块的大小呢?答案是:对于系统自有的数据类型,语言本身就能区分内存块的大小,而对于自定义数据类型(如我们自定义的类),则 operator new 和 operator delete 之间需要互相传递信息。
当我们使用 operator new 为一个自定义类型对象分配内存时,实际上我们得到的内存要比实际对象的内存大一些,这些内存除了要存储对象数据外,还需要记录这片内存的大小,此方法称为 cookie.这一点上的实现依据不同的编译器不同。(例如 MFC 选择在所分配内存的头部存储对象实际数据,而后面的部分存储边界标志和内存大小信息。g++ 则采用在所分配内存的头 4 个自己存储相关信息,而后面的内存存储对象实际数据。)当我们使用 delete operator 进行内存释放操作时,delete operator 就可以根据这些信息正确的释放指针所指向的内存块。
以上论述的是对于单个对象的内存分配/释放,当我们为数组分配/释放内存时,虽然我们仍然使用 new operator 和 delete operator,但是其内部行为却有不同:new operator 调用了operator new 的数组版的兄弟- operator new[],而后针对每一个数组成员调用构造函数。而 delete operator 先对每一个数组成员调用析构函数,而后调用 operator delete[] 来释放内存。需要注意的是,当我们创建或释放由自定义数据类型所构成的数组时,编译器为了能够标识出在 operator delete[] 中所需释放的内存块的大小,也使用了编译器相关的 cookie 技术。
综上所述,如果我们想检测内存泄漏,就必须对程序中的内存分配和释放情况进行记录和分析,也就是说我们需要重载 operator new/operator new[];operator delete/operator delete[] 四个全局函数,以截获我们所需检验的内存操作信息。
new operator 为分配内存所调用的函数名字是 operator new,其通常的形式是 void * operator new(size_t size); 其返回值类型是 void*,因为这个函数返回一个未经处理(raw)的指针,未初始化的内存。参数 size 确定分配多少内存,你能增加额外的参数重载函数 operator new,但是第一个参数类型必须是 size_t.
delete operator 为释放内存所调用的函数名字是 operator delete,其通常的形式是 void operator delete(void *memoryToBeDeallocated);它释放传入的参数所指向的一片内存区。
这里有一个问题,就是当我们调用 new operator 分配内存时,有一个 size 参数表明需要分配多大的内存。但是当调用 delete operator 时,却没有类似的参数,那么 delete operator 如何能够知道需要释放该指针指向的内存块的大小呢?答案是:对于系统自有的数据类型,语言本身就能区分内存块的大小,而对于自定义数据类型(如我们自定义的类),则 operator new 和 operator delete 之间需要互相传递信息。
当我们使用 operator new 为一个自定义类型对象分配内存时,实际上我们得到的内存要比实际对象的内存大一些,这些内存除了要存储对象数据外,还需要记录这片内存的大小,此方法称为 cookie.这一点上的实现依据不同的编译器不同。(例如 MFC 选择在所分配内存的头部存储对象实际数据,而后面的部分存储边界标志和内存大小信息。g++ 则采用在所分配内存的头 4 个自己存储相关信息,而后面的内存存储对象实际数据。)当我们使用 delete operator 进行内存释放操作时,delete operator 就可以根据这些信息正确的释放指针所指向的内存块。
以上论述的是对于单个对象的内存分配/释放,当我们为数组分配/释放内存时,虽然我们仍然使用 new operator 和 delete operator,但是其内部行为却有不同:new operator 调用了operator new 的数组版的兄弟- operator new[],而后针对每一个数组成员调用构造函数。而 delete operator 先对每一个数组成员调用析构函数,而后调用 operator delete[] 来释放内存。需要注意的是,当我们创建或释放由自定义数据类型所构成的数组时,编译器为了能够标识出在 operator delete[] 中所需释放的内存块的大小,也使用了编译器相关的 cookie 技术。
综上所述,如果我们想检测内存泄漏,就必须对程序中的内存分配和释放情况进行记录和分析,也就是说我们需要重载 operator new/operator new[];operator delete/operator delete[] 四个全局函数,以截获我们所需检验的内存操作信息。
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