c++内存管理

内存管理

• 栈又叫堆栈–非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的
• 内存映射段是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口创建共享内存，做进程间通信
• 堆用于程序运行时动态内存分配，堆向上增长
• 数据段–存储全局数据和静态数据
• 代码段–可执行的代码/只读常量

c++内存管理方式

C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较麻烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理

void test()
{
int* ptr1 = new int;
int* ptr2 = new int(10);
int* ptr3 = new int[3];

delete ptr1;
delete ptr2;
delete[] ptr3;
}

• new[]和delete[]搭配使用

class A
{
public:
A(int a = 0)
:_a(a)
{
cout << "A():" << this << endl;
}

~A()
{
cout << "~A():" << this << endl;
}

int GetA()
{
return _a;
}

private:
int _a;
};

int main()
{
A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));
free(p1);
A* p2 = new A(1);
int result = p2->GetA();
cout << result << endl;
delete p2;
return 0;
}

• 内置类型是几乎一样的
• new会调用构造函数，delete会调用析构函数，malloc/free不会

operator new 与 operator delete函数

new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operator delete全局函数来释放空间。

/*
operator new：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间
失败，尝试执行空间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否
*/
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
// try to allocate size bytes
void *p;
while ((p = malloc(size)) == 0)
if (_callnewh(size) == 0)
{
// report no memory
// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
static const std::bad_alloc nomem;
_RAISE(nomem);
}
return (p);
}
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
void operator delete(void *pUserData)
{
_CrtMemBlockHeader * pHead;
RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
if (pUserData == NULL)
return;
_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
__TRY
/* get a pointer to memory block header */
pHead = pHdr(pUserData);
/* verify block type */
_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
_free_dbg( pUserData, pHead->nBlockUse );
__FINALLY
_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
__END_TRY_FINALLY
return;
}
/*
free的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

• operator new是对malloc的封装,如果malloc申请空间成功就直接返回，否则执行用户提供的空间不足应对措施，如果用户提供该措施就继续申请，否则就抛异常
• operator delete是对free的封装

new和delete的实现原理

• new的原理
• 调用operator new函数申请空间
• 在申请的空间上执行构造函数,完成对象的构造
• delete的原理
• 在空间上执行析构函数,完成对象中资源的清理工作
• 调用operator delete函数释放对象的空间
• new T[N] 和 delete[]就是上述多了N次调用

定位new表达式(placement-new)

定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象

• 析构函数可以主动调用,构造函数不能 使用格式： new (place_address) type或者new (place_address) type(initializer-list) place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表 使用场景： 定位new表达式在实际中一般是配合内存池使用。因为内存池分配出的内存没有初始化，所以如 果是自定义类型的对象，需要使用new的定义表达式进行显示调构造函数进行初始化

malloc/free和new/delete的区别

malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。不同的地 方是：