处理new分配内存失败情况

在C++语言中，我们经常会使用new给一个对象分配内存空间，而当内存不够会出现内存不足的情况。C++提供了两中报告方式：

　　1、抛出bad_alloc异常来报告分配失败；

　　2、返回空指针，而不会抛出异常。

　　C++为什么会采用这两种方式呢？这主要是由于各大编译器公司设计C++编译器公司的结果，因为标准C++是提供了异常机制的。例如，VC++6.0中当new分配内存失败时会返回空指针，而不会抛出异常。而gcc的编译器对于C++标准支持比较好，所以当new分配内存失败时会抛出异常。

　　究竟为什么会出现这种情况呢？

　　首先，C++是在C语言的基础之上发展而来，而且C++发明时是想尽可能的与C语言兼容。而C语言是一种没有异常机制的语言，所以C++应该会提供一种没有异常机制的new分配内存失败报告机制；（确实是如此，早期的C++还没有加入异常机制）

　　其次在返回空指针的实现过程中，C++采用的是malloc/calloc 等分配内存的函数，该类函数不会抛出异常，但是在分配内存失败时会返回“空指针”。

　　最后，对于标准的C++，有着比较完善的异常处理机制，所以对于出现异常时，会抛出响应的异常。对于new分配失败时，系统会抛出bad_alloc异常。

　　鉴于以上原因，我们在不同的编译器需要new分配失败时做不同的处理。例如：

　　情况1：

int* p = new int(5);
if ( p == 0 ) // 检查 p 是否空指针
    return -1;
...

　　情况2：

try {
      int* p = new int(5);
        // 其它代码
} catch ( const bad_alloc& e ) {
      return -1;
}

　　情况1和情况2的代码都是对于new失败时的处理，而针对不同的编译器，可以这种处理会完全失效。如果在gcc编译器采用情况1,那么if(p==0)完全是没有意义的，因为不管new内存分配成功失败与否，都不会出现p＝0的情况。即，如果分配成功，p＝0完全不可能；而分配失败，new会抛出异常跳过其后面的代码。而需要采用情况2的处理方式，即应该来捕捉异常。

　　同样，如果在VC++6.0中采用情况2的代码，那么new分配失败时，完全不会抛出异常，那么捕捉异常也是徒劳的。

　　所以在new分配内存的异常处理时要特别小心，可以两种方式联合使用，来解决跨平台跨编译器的难题。

　　当然情况2中的异常处理代码是最简单的处理方式，下面我们为其制定一个客户制定的错误处理函数，即new－handler。

typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

这里首先定义new－handler函数指针类型，然后定义一个new－handler函数set_new_handler，其参数是指向operator new无法分配足够内存时应该被调用的函数。其返回指也是一个指针，指向set_new_handler被调用前正在执行（但是马上就要被替换）的那个new－handler函数。下面设计一个当operator new无法分配足够内存时应该被调用的函数：

void noMemoryToAlloc()
{
       std::cerr << "unable to satisfy request for memory\n";

        std::abort();
}

　　使用noMemoryToAlloc函数的代码为：

int main()
{
       set_new_handler(nomorememory);
       int *pArray = new int[100000000000000L];

...

}

　　当operator new无法分配足够空间时，noMemoryToAlloc就会被调用，于是程序就会发出一个错误信息cerr之后，调用abort函数结束程序。

　　如果operator new无法分配足够空间时，我们希望不断调用new－handler函数，直到找到足够内存为止，那么我们的operator new函数就可以设计为：

void *operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
        if ( size==0 ) {
             size  = 1;
        }
       while (true) {
            调用malloc等内存分配函数来尝试分配size大小的内存；
            if ( 分配成功 )
                 return 指向分配得来的内存指针；
            new_handler globalHandler  = set_new_handler(0);
            set_new_handle(globalHandler);
            if(globalHandler)
                   (*globalHandler)();
           else
                   throw std::bad_alloc();
       }
}

 使用new分配内存失败时往往会使用asert()终止程序，但是这只能在除错模式下abert函数才能有效，在生产模式下，abert只是一个void指令，所以连程序都跳不出来。

    而当new操作失败时，一个好的程序不能简单的终止程序就行了，而是要尝试去释放内存

    如何能在new操作失败，在抛出异常之前先把相应的处理做了呢？这就要用到new_handler了，它是在抛出exception调用的。为了指定这个所谓的“内存不足处理函数，new_handler”，client必须调用set_new_handler，这是头文件提供的函数，用法：

    typedef void （*new_handler）()

    new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

简单的程序测试：

#include "stdafx.h"

#include

#include

using namespace std;

void NoMoreMemory()

{

cout<<"Unable to statisty request for memory"<

abort();

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

set_new_handler(NoMoreMemory);

int *p=new int[536870911];

return 0;

}

注：当operator new 无法满足内存需求时，它会不只一次地调用new_handler函数（如果new_handler没有退出程序的话）；它会不断地调用，直到找到足够的内存为止。因此一个良好设计的new_handler函数必须完成下列事情之一：

1）让更多的内存可用。这或许能够让operator new 的下一次内存配置行为成功。实现此策略的方法之一就是在程序起始时配置一大块内存，然后在new_handler第一次被调用时释放之。如此的释放动作常常伴随着某种警告信息，告诉用户目前的内存已经处于低水位，再来的内存需求可能失败，除非有更多的内存回复自由身。

2）安装一个不同的new_handler,如果目前的new_handler无法让更多的内存可用，或许它知道另一个new_handler手上我有比较多的资源。果真如此，目前的new_handler就可以安装另外一个new_handler以取代自己（只要再调用一次set_new_handler即可）。当operator new下次调用new_handler函数时，它会调用最新安装的那个。

3）卸除掉这个new_handler，也就是说，将null指针传给set_new_handler，一旦没有安装任何new_handler，operator new就会在内存配置失败时抛出一个类型为std::bad_alloc的exception。

4）抛出一个exception，类型为std::bad_alloc(或者派生类型)。这样的exception不会被operator new捕获，所以它们就会传动到最初踢出内存需求的那个点上

5）不返回，直接调用abort或exit

阅读(5264) | 评论(0) | 转发(0) |

0

上一篇：C++异常机制的实现方式和开销分析

下一篇：UDP流量控制之分析