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C 箴言：理解 new-handler的行为

2008-02-23 05:05:50来源：互联网阅读 ()

　当 operator new 不能满足一个内存分配请求时，他抛出一个 exception（异常）。很久以前，他返回一个 null pointer（空指针），而一些比较老的编译器还在这样做。您依然能达到以前的目的（在一定程度上），但是我要到本文的最后再讨论他。

　　在 operator new 因回应一个无法满足的内存请求而抛出一个 exception 之前，他先调用一个能够由客户指定的被称为 new-handler 的 error-handling function（错误处理函数）。（这并不完全确切，operator new 真正做的事情比这个稍微复杂一些，周详细节将在下一篇文章中讨论。）为了指定 out-of-memory-handling function，客户调用 set_new_handler ——一个在 <new> 中声明的标准库函数：

namespace std {
　typedef void (*new_handler)();
　new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}

　　就像您能够看到的，new_handler 是个指针的 typedef，这个指针指向不取得和返回任何东西的函数，而 set_new_handler 是个取得和返回一个 new_handler 的函数。（set_new_handler 的声明的结尾处的 "throw()" 是个 exception specification（异常规范）。他基本上是说这个函数不会抛出任何异常，尽管真相更有趣一些。关于细节，参见《C 箴言：争取异常安全的代码》。）

　　set_new_handler 的形参是个指向函数的指针，这个函数是 operator new 无法分配被请求的内存时应该调用的。set_new_handler 的返回值是个指向函数的指针，这个函数是 set_new_handler 被调用前有效的目标。

　　您能够像这样使用 set_new_handler：

// function to call if operator new can't allocate enough memory
void outOfMem()
{
　std::cerr << "Unable to satisfy request for memory\n";
　std::abort();
}
int main()
{
　std::set_new_handler(outOfMem);
　int *pBigDataArray = new int[100000000L];
　...
}

　　假如 operator new 不能为 100,000,000 个整数分配空间，outOfMem 将被调用，而程式将在发出一个错误信息后中止。（顺便说一句，考虑假如在写这个错误信息到 cerr... 的过程中内存必须被动态分配会发生什么。）

　　当 operator new 不能满足一个内存请求时，他反复调用 new-handler function 直到他能找到足够的内存。但是从这种高层次的描述已足够推导出一个设计得好的 new-handler function 必须做到以下事情之一：

　　·Make more memory available（使得更多的内存可用）。这可能使得 operator new 中下一次内存分配的尝试成功。实现这一策略的一个方法是在程式启动时分配一大块内存，然后在 new-handler 第一次被调用时释放他供程式使用。

　　·Install a different new-handler（安装一个不同的 new-handler）。假如当前的 new-handler 不能做到使更多的内存可用，或许他知道有一个不同的 new-handler 能够做到。假如是这样，当前的 new-handler 能在他自己的位置上安装另一个 new-handler（通过调用 set_new_handler）。operator new 下一次调用 new-handler function 时，他会得到最近安装的那一个。（这个主线上的一个变化是让一个 new-handler 改变他自己的行为，这样，下一次他被调用时，能够做一些不同的事情。做到这一点的一个方法是让 new-handler 改变能影响 new-handler 行为的 static（静态），namespace-specific（名字空间专用）或 global（全局）的数据。）

　　·Deinstall the new-handler（卸载 new-handler），也就是，将空指针传给 set_new_handler。没有 new-handler 被安装，当内存分配没有成功时，operator new 抛出一个异常。

　　·Throw an exception（抛出一个异常），类型为 bad_alloc 或继承自 bad_alloc 的其他类型。这样的异常不会被 operator new 捕获，所以他们将被传播到发出内存请求的地方。

　　·Not return（不再返回），典型情况下，调用 abort 或 exit。

　　这些选择使您在实现 new-handler functions 时拥有极大的弹性。

　　有时您可能希望根据被分配 object 的不同，用不同的方法处理内存分配的失败：

class X {
public:
　static void outOfMemory();
　...
};
class Y {
public:
　static void outOfMemory();
　...
};
X* p1 = new X; // if allocation is unsuccessful,
// call X::outOfMemory

Y* p2 = new Y; // if allocation is unsuccessful,
// call Y::outOfMemory

　　C 没有对 class-specific new-handlers 的支持，但是他也无需。您能够自己实现这一行为。您只要让每一个 class 提供 set_new_handler 和 operator new 的他自己的版本即可。class 的 set_new_handler 允许客户为这个 class 指定 new-handler（正像standard set_new_handler 允许客户指定global new-handler）。class 的 operator new 确保当为 class objects 分配内存时，class-specific new-handler 代替 global new-handler 被使用。

　　假设您要为 Widget class 处理内存分配失败。您就必须清楚当 operator new 不能为一个 Widget object 分配足够的内存时所调用的函数，所以您需要声明一个 new_handler 类型的 static member（静态成员）指向这个 class 的 new-handler function。Widget 看起来就像这样：

class Widget {
public:
　static std::new_handler set_new_handler(std::new_handler p) throw();
　static void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
private:
　static std::new_handler currentHandler;
};

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