关于C++中的new的一些处理

首先的一点是,C++中new失败后,默认抛异常bad_alloc(),也就是说,判断返回值是否为NULL的方法在现代编译器面前毫无用处——判断执行之前,程序就随着异常的栈展开而销毁了!

用异常的好处,不用再反反复复的写对new失败的判断了,只用在一个地方捕获异常,即可判断程序中所有的这类情况。

但是,另一方面,我们又很想知道是哪个地方,或者哪个类new失败了。这两个信息中,类new失败对程序的维护更加重要。因为如果一个类重载了new方法,那么new失败的情况很有可能是自己操作不当造成的。而普通的new失败信息,一般是内存用尽,这种情况与程序本身的逻辑没有关系(除非有不可饶恕的内存泄漏),因此知道具体的类,对程序的维护并无太大帮助。那好,这里就谈谈如何在new抛bad_alloc时,记录下一些特定的信息。

new在失败后,并不是直接抛异常,而是会调用一个new_handler的回调函数,期待能让程序通过这个函数获得更多的可用内存。如果没有注册这个回调函数,或者这个函数调用后内存依旧不够用,才会抛异常。这个回调函数可以用set_new_handler来注册。大体流程如下:

if (alloc 失败)
{
  std::new_handler old_handler = 0;
  while(true)
  {
    old_handler = std::set_new_handler(0);
    if (old_handler == 0)
    {
      throw std::bad_alloc();
    }
    old_handler();
  }
}

那么,我们可以写如下的类,在真正alloc之前插入我们自己的new_handler,并在new_handler中记录alloc失败的情况:

class NewHandlerHolder // 这是个辅助类,可以自动保存旧的new_handler
{
public:
  NewHandlerHolder(std::new_hander arg)
    : holder_(arg)
  {}

  ~NewHandlerHolder()
  {
    std::set_new_handler(holder_);
  }

private:
  std::new_hander holder_;
  // 阻止拷贝构造和赋值函数
  NewHandlerHolder(const NewHandlerHolder&);
  NewHandlerHolder& operator =(const NewHandlerHolder&);
}

class MyClass
{
public:
  void* operator new(size_t arg)
  {
    NewHandlerHolder
      holder(std::set_new_handler(&MyClass::myClassNewHandler));
    return ::operator new(arg);
  }

private:
  static void myClassNewHandler();
}

但是,写个优秀的MyClass::myClassNewHandler并不是那么简单。如果仅仅是使用cout或者printf输出,能保证cout和printf内部没有做内存的动态分配么?别忘了,调用这个函数时,内存已经极为紧张,无法保证正常的分配了。

我个人的一个想法:

extern const char* badAllocClassName;

void MyClass::myClassNewHandler()
{
  badAllocClassName = "MyClass";
}

这样,当捕获到bad_alloc异常时,输出badAllocClassName的内容,就可以得到抛异常的类的名字了。

Googol Lee

多年生软件工程师,信仰开源

Munich, Germany http://air.googol.im