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Item 49: Understand the behavior of the new-handler.
new
申请内存失败时会抛出"bad
alloc"
异常,此前会调用一个由std::set_new_handler()
指定的错误处理函数(”new-handler”)。
set_new_handler()
“new-handler”函数通过std::set_new_handler()
来设置,std::set_new_handler()
定义在<new>
中:
namespace std{
typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}
throw()
是一个异常声明,表示不抛任何异常。例如void
func() throw(Exception1, Exception2)
表示func
可能会抛出Exception1
,Exception2
两种异常。
set_new_handler()
的使用也很简单:
void outOfMem(){
std::cout<<"Unable to alloc memory";
std::abort();
}
int main(){
std::set_new_handler(outOfMem);
int *p = new int[100000000L];
}
当new
申请不到足够的内存时,它会不断地调用outOfMem
。因此一个良好设计的系统中outOfMem
函数应该做如下几件事情之一:
- 使更多内存可用;
- 安装一个新的”new-handler”;
- 卸载当前”new-handler”,传递
null
给set_new_handler
即可; - 抛出
bad_alloc
(或它的子类)异常; - 不返回,可以
abort
或者exit
。
类型相关错误处理
std::set_new_handler
设置的是全局的bad_alloc
的错误处理函数,C++并未提供类型相关的bad_alloc
异常处理机制。
但我们可以重载类的operator
new
,当创建对象时暂时设置全局的错误处理函数,结束后再恢复全局的错误处理函数。
比如Widget
类,首先需要声明自己的set_new_handler
和operator
new
:
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 current;
};
// 静态成员需要定义在类的外面
std::new_handler Widget::current = 0;
std::new_handler Widget::set_new_handler(std::new_handler p) throw(){
std::new_handler old = current;
current = p;
return old;
}
关于abort
, exit
, terminate
的区别:abort
会设置程序非正常退出,exit
会设置程序正常退出,当存在未处理异常时C++会调用terminate
,
它会回调由std::set_terminate
设置的处理函数,默认会调用abort
。
最后来实现operator
new
,该函数的工作分为三个步骤:
- 调用
std::set_new_handler
,把Widget::current
设置为全局的错误处理函数; - 调用全局的
operator
new
来分配真正的内存; - 如果分配内存失败,
Widget::current
将会抛出异常; - 不管成功与否,都卸载
Widget::current
,并安装调用Widget::operator
new
之前的全局错误处理函数。
重载operator new
我们通过RAII类来保证原有的全局错误处理函数能够恢复,让异常继续传播。关于RAII可以参见Item
13。 先来编写一个保持错误处理函数的RAII类:
class NewHandlerHolder{
public:
explicit NewHandlerHolder(std::new_handler nh): handler(nh){}
~NewHandlerHolder(){ std::set_new_handler(handler); }
private:
std::new_handler handler;
NewHandlerHolder(const HandlerHolder&); // 禁用拷贝构造函数
const NewHandlerHolder& operator=(const NewHandlerHolder&); // 禁用赋值运算符
};
然后Widget::operator
new
的实现其实非常简单:
void * Widget::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(current));
return ::operator new(size); // 调用全局的new,抛出异常或者成功
} // 函数调用结束,原有错误处理函数恢复
使用Widget::operator new
客户使用Widget
的方式也符合基本数据类型的惯例:
void outOfMem();
Widget::set_new_handler(outOfMem);
Widget *p1 = new Widget; // 如果失败,将会调用outOfMem
string *ps = new string; // 如果失败,将会调用全局的 new-handling function,当然如果没有的话就没有了
Widget::set_new_handler(0); // 把Widget的异常处理函数设为空
Widget *p2 = new Widget; // 如果失败,立即抛出异常
通用基类
仔细观察上面的代码,很容易发现自定义”new-handler”的逻辑其实和Widget
是无关的。我们可以把这些逻辑抽取出来作为一个模板基类:
template<typename T>
class NewHandlerSupport{
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 current;
};
template<typename T>
std::new_handler NewHandlerSupport<T>::current = 0;
template<typename T>
std::new_handler NewHandlerSupport<T>::set_new_handler(std::new_handler p) throw(){
std::new_handler old = current;
current = p;
return old;
}
template<typename T>
void * NewHandlerSupport<T>::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(current));
return ::operator new(size);
}
有了这个模板基类后,给Widget
添加”new-handler”支持只需要public继承即可:
class Widget: public NewHandlerSupport<Widget>{ ... };
其实NewHandlerSupport
的实现和模板参数T
完全无关,添加模板参数是因为handler
是静态成员,这样编译器才能为每个类型生成一个handler
实例。
nothrow new
1993年之前C++的operator
new
在失败时会返回null
而不是抛出异常。如今的C++仍然支持这种nothrow的operator
new
:
Widget *p1 = new Widget; // 失败时抛出 bad_alloc 异常
assert(p1 != 0); // 这总是成立的
Widget *p2 = new (std::nothrow) Widget;
if(p2 == 0) ... // 失败时 p2 == 0
“nothrow new” 只适用于内存分配错误。而构造函数也可以抛出的异常,这时它也不能保证是new
语句是”nothrow”的。
Item 49:new handler的行为
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原文地址:http://blog.csdn.net/yangjvn/article/details/50697044