学习笔记--cpp内存管理（侯捷）

cpp memory

1. 基础知识

• 使用memory的每一层面

  

• new、delete、array new/delete、replacement new是运算符且不可被重载，而operator new/delete 是函数，可以被重载。

1.1 new

• 用于动态创建一个对象。Person *p = new Person("name");

• 编译器会将该运算符其转换为以下步骤。

  1. 通过operator new 获得一片内存的指针。
     • 实际上也是调用malloc。但保证不抛出异常。
  2. 将该指针强制转换成需要的指针Person *。
  3. 通过指针调用该类的构造函数。
     • p->Person::Person("rui")，只有编译器才可以这样。

1.2 delete

• 删除new创建的内存。

  code

  Person *p = new Person("name");
  ...
  delete p;
  

• 编译器将其转换为以下步骤。

  1. 调用析构函数。p->~Person()
  2. operator delete该对象内存。
     • 实际上是调用free。但保证不抛出异常。

1.3 array new/delete

• 创建或删除连续多个对象的内存。

  code

  Person *p = new Person[3];
  //必须要有默认构造方法
  //无法由参数给予初值
  delete [] p;  //若不用[]可能会导致内存泄漏
  

• delete内存泄漏，实际上是因为只调用了一次析构函数，而其他对象的析构函数没有执行，最终导致泄漏。

  code

  int *pi = new int[3];
  ...
  //下面语句效果与 delete [] pi; 相同 但建议加上
  //因为int没有指向其他地方的内存，也没有析构函数，所以不会造成内存泄漏
  delete pi;
  

1.4 replacement new

• 定位new运算符，允许将对象分配到已经分配的内存中。需要包含new头文件。

  • 等同于调用构造函数（编译器行为）。
  • 需要显式为每个对象调用析构函数（如果存在）
  • 应以创建顺序相反的顺序进行删除，（晚创建的对象可能依赖于早创建的对象）
  • 当所有对象都被销毁后才能释放存储这些对象的缓冲区。
  code

  //缓冲区
  char *buffer = new char[12];
  
  int *p1 = new (buffer) int;
  int *p2 = new (buffer+4) int;
  delete [] buffer;     //直接释放缓冲区，则会释放p1,p2指向的数据
  
  char *buffer2 = new char(sizeof(string)*2);
  Person *person1 = new(buffer2) Person("rui1");
  Person *person2 = new(buffer2+sizeof(Person)) Person("mm");
  //显式逆序调用析构函数，释放名字存放内存
  person2->~Person();
  person1->~Person();
  //最后释放缓冲区
  delete [] buffer2;
  

1.5 overload

• 应用程序内存分配途径
  
• 容器类分配内存的途径
  
• 可以重载operator new/delete与operator new[] /dlelete[] ，详细示例--AU：zedjay_

2. memory allocator

内存分配器

• 目的是减少malloc的使用次数，提高速度、节省空间。
  • 每次malloc会增加多余的信息（cookie，一般4byte）
  • 头和尾都带有cookie，共需要多分配8字节的空间。
• 通过自定义的operator new/delete或operator new[]/delete[]等，来实现自定义的内存分配。
  • allocator主要思想是通过malloc多拿点内存，节省空间。
  • 再对拿到的内存，进行自主分配。
  • 有关示例--小瓶子的笔记本
• std::alloc 的运行模式，详细过程--小瓶子的笔记本
  

3.malloc/free