改善C++ 程序的150个建议学习之建议31：了解new_handler的所作所为
2013-09-16 08:58
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建议31：了解new_handler的所作所为
在使用operator new申请内存失败后，编译器并不是不做任何的努力直接抛出std::alloc异常，在这之前，它会调用一个错误处理函数（这个函数被称为new-handler），进行相应的处理。
通常，一个好的new-handler函数的处理方式必须遵循以下策略之一：Make more memory available（使更大块内存有效）operator new会进行多次的内存分配尝试，这可能会使其下一次的内存分配尝试成功。其中的一个实现方法是在程序启动时分配一大块内存，然后在new-handler第一次被调用时释放它供程序使用。Install a different new handler（装载另外的new-handler）程序中可以同时存在多个new-handler，假如当前的new-handler不能获得更多的内存供operator
new分配使用，但另一个new-handler却可以做到。在这种情形下，当前的new-handler则会通过调用set_new_handler在它自己的位置上安装另一个new-handler。当operator new 下一次调用 new-handler时，它会调用最新安装的那一个。Deinstall the new-handler（卸载new-handler）换句话说，就是将空指针传给set_new_handler，此时就没有了相应的new-handler。当内存分配失败时，operator new则会抛出一个异常。Throw
an exception（抛出异常）抛出一个类型为bad_alloc或继承自bad_alloc的其他类型的异常。Not return（无返回）直接调用abort或exit结束应用程序。以上的这些处理方式让我们在实现new-handler functions时拥有了更多的选择与自由。这些各式各样的new-handler函数是可以通过调用标准库函数set_new_handler进行特殊定制的，你可以按照自己的方式来对编译器的这一行为进行设定。这个函数同样也声明在<new> 中：
namespace std
{
typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}
通过函数声明可以看到set_new_handler的形参是一个指向函数的指针，这个函数在operator new无法分配被请求的内存时调用。set_new_handler的返回值是一个指向函数的指针，指向的是set_new_handler调用之前的异常处理函数。所以，可以按照以下方式使用set_new_handler函数：
//error-handling function
void MemErrorHandling()
{
std::cerr << "Failed to allocate memory\n";
std::abort();
}
//Application
const long long DATA_SIZE = 1024*1024*1024;
int main()
{
std::set_new_handler(MemErrorHandling);
std::cout << "Attempting to allocate 1 GB...";
char *pDataBlock = NULL;
try
{
pDataBlock = new char[DATA_SIZE];
}
catch(std::alloc& e)
{
... //some processing codes
}
... // other processing code
}
假如operator new分配空间的请求得不到满足，MemErrorHandling函数将被调用，程序将按照函数中的设定处理方式运行。在标准C++中，标准set_new_handler为用户类统一指定了错误处理函数global new-handler。上述代码采用的就是global newhandler形式。通过上述示例代码可以看出，new_handler必须有主动退出的功能，否则就会导致
operator new内部死循环。因此new_handler一般会采用如下形式，伪代码表示如下：
void MemErrorHandling()
{
if( 有可能使得operator new成功)
{
做有可能使得operator new成功的事
return;
}
// 主动退出
abort/exit 直接退出程序
或set_new_handler(其他newhandler);
或set_new_handler(0)
或throw bad_alloc()或派生类
}
当然，我们可以根据被分配对象的不同，采用不同的方法对内存分配失败进行处理，实现对class-specific new-handlers 的支持。为了实现这一行为，需要为每一个class 提供专属的set_new_handler和operator new版本。假设要为A class设定特殊的内存分配失败处理方式，则需要在类A中声明一个new_handler类型的静态成员（statimember），并将其设置为A class的new-handler处理函数。所以就得到了下面的代码：
class A
{
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);
static void MemoryErrorHandling();
private:
static std::new_handler m_curHandler;
};
// 静态类成员定义
std::new_handler A::m_curHandler = NULL;
C++标准中规定set_new_handler函数应该保存传递给它的函数指针，并返回前次调用时被保存的函数指针。上面A类中的set_new_handler也应该这么做：
std::new_handler A::set_new_handler(std::new_handler p) throw()
{
std::new_handler oldHandler = m_curHandler;
m_curHandler = p;
return oldHandler;
}
接下来，我们自己定义该类的处理函数：
void MemoryErrorHandling()
{
... // processing code
}
void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
set_new_handler(MemoryErrorHandling);
return ::operator new(size);
}
当然我们可以采用更好的设计方式（如类继承）来实现，这里就不赘述。如果读者感兴趣可以自己思考一下，或者求助于资源丰富的Internet，它会提供详尽的参考资料。
请记住：了解new_handler的所作所为，并通过标准库函数set_new_handler对内存分配请求不能被满足的处理函数进行特殊定制。
在使用operator new申请内存失败后，编译器并不是不做任何的努力直接抛出std::alloc异常，在这之前，它会调用一个错误处理函数（这个函数被称为new-handler），进行相应的处理。
通常，一个好的new-handler函数的处理方式必须遵循以下策略之一：Make more memory available（使更大块内存有效）operator new会进行多次的内存分配尝试，这可能会使其下一次的内存分配尝试成功。其中的一个实现方法是在程序启动时分配一大块内存，然后在new-handler第一次被调用时释放它供程序使用。Install a different new handler（装载另外的new-handler）程序中可以同时存在多个new-handler，假如当前的new-handler不能获得更多的内存供operator
new分配使用，但另一个new-handler却可以做到。在这种情形下，当前的new-handler则会通过调用set_new_handler在它自己的位置上安装另一个new-handler。当operator new 下一次调用 new-handler时，它会调用最新安装的那一个。Deinstall the new-handler（卸载new-handler）换句话说，就是将空指针传给set_new_handler，此时就没有了相应的new-handler。当内存分配失败时，operator new则会抛出一个异常。Throw
an exception（抛出异常）抛出一个类型为bad_alloc或继承自bad_alloc的其他类型的异常。Not return（无返回）直接调用abort或exit结束应用程序。以上的这些处理方式让我们在实现new-handler functions时拥有了更多的选择与自由。这些各式各样的new-handler函数是可以通过调用标准库函数set_new_handler进行特殊定制的，你可以按照自己的方式来对编译器的这一行为进行设定。这个函数同样也声明在<new> 中：
namespace std
{
typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}
通过函数声明可以看到set_new_handler的形参是一个指向函数的指针，这个函数在operator new无法分配被请求的内存时调用。set_new_handler的返回值是一个指向函数的指针，指向的是set_new_handler调用之前的异常处理函数。所以，可以按照以下方式使用set_new_handler函数：
//error-handling function
void MemErrorHandling()
{
std::cerr << "Failed to allocate memory\n";
std::abort();
}
//Application
const long long DATA_SIZE = 1024*1024*1024;
int main()
{
std::set_new_handler(MemErrorHandling);
std::cout << "Attempting to allocate 1 GB...";
char *pDataBlock = NULL;
try
{
pDataBlock = new char[DATA_SIZE];
}
catch(std::alloc& e)
{
... //some processing codes
}
... // other processing code
}
假如operator new分配空间的请求得不到满足，MemErrorHandling函数将被调用，程序将按照函数中的设定处理方式运行。在标准C++中，标准set_new_handler为用户类统一指定了错误处理函数global new-handler。上述代码采用的就是global newhandler形式。通过上述示例代码可以看出，new_handler必须有主动退出的功能，否则就会导致
operator new内部死循环。因此new_handler一般会采用如下形式，伪代码表示如下：
void MemErrorHandling()
{
if( 有可能使得operator new成功)
{
做有可能使得operator new成功的事
return;
}
// 主动退出
abort/exit 直接退出程序
或set_new_handler(其他newhandler);
或set_new_handler(0)
或throw bad_alloc()或派生类
}
当然，我们可以根据被分配对象的不同，采用不同的方法对内存分配失败进行处理，实现对class-specific new-handlers 的支持。为了实现这一行为，需要为每一个class 提供专属的set_new_handler和operator new版本。假设要为A class设定特殊的内存分配失败处理方式，则需要在类A中声明一个new_handler类型的静态成员（statimember），并将其设置为A class的new-handler处理函数。所以就得到了下面的代码：
class A
{
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);
static void MemoryErrorHandling();
private:
static std::new_handler m_curHandler;
};
// 静态类成员定义
std::new_handler A::m_curHandler = NULL;
C++标准中规定set_new_handler函数应该保存传递给它的函数指针，并返回前次调用时被保存的函数指针。上面A类中的set_new_handler也应该这么做：
std::new_handler A::set_new_handler(std::new_handler p) throw()
{
std::new_handler oldHandler = m_curHandler;
m_curHandler = p;
return oldHandler;
}
接下来，我们自己定义该类的处理函数：
void MemoryErrorHandling()
{
... // processing code
}
void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
set_new_handler(MemoryErrorHandling);
return ::operator new(size);
}
当然我们可以采用更好的设计方式（如类继承）来实现，这里就不赘述。如果读者感兴趣可以自己思考一下，或者求助于资源丰富的Internet，它会提供详尽的参考资料。
请记住：了解new_handler的所作所为，并通过标准库函数set_new_handler对内存分配请求不能被满足的处理函数进行特殊定制。
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