Solmyr和Zero的故事 —— 記憶體，最後一塊 (轉)

Solmyr和Zero的故事 —— 記憶體，最後一塊 (轉)[@more@]  “Shit！又當機了。我已經在這平臺上工作了一個月了。可當機的次數比我在這個月裡被女孩甩的次數還多。為什麼？還不是這該死的平臺，為什麼掌上的就和願意和我說話的女孩一樣少？”Solmyr抱怨道。

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“兄弟，怎麼了。”Zero問。

 

  “Zero是我們這組的主員，他懂得很多，人長的也帥，很討女孩子的歡心。甚至連美工組的Lili（長得比孫燕姿還好看）也暗戀他。”。Solmyr一邊想，一邊說，“老大，你看，又當機了。為什麼我每次用動態記憶體超過10次，就crash了呢？”

 

“我知道你原來是程式設計師，也許到現在，你還念念不忘那GC (垃圾收集機制，我說還不如叫上帝也哭泣-God  Cry)，可你要知道，你現在是在用C++，重要的是。”

 

  “效率，我……”忽然，Solmyr覺得嘴角邊似乎有液體流過。那是Solmyr的口水。每次提到效率，Solmyr總要流口水，就像看到漂亮MM，Solmyr要噴鼻血一樣。

 

  “C++中，關於動態記憶體的是new and delete。”

 

“我知道，”Solmyr急於表現自己，想證明自己對C++並不是一無所知，“我正在讀tt Meyer的More Effective C++。在C++中，new operator是C++內建的行為。任何人（也許除了Bjarne Stroustrup）都無法改變。new operator先一個名為operator new的動態申請記憶體。標準就像這樣：

 

  void* operator new(size_t size);

  然後在傳回的void*指標上進行構造的行為。而delete operator則先析構，然後呼叫名為operator delete的函式，標準形式就像這樣：

  void operator delete(void* pToDeAlloc)

// GotW中說即使在指標引數後加上size_t size，仍然是標準形式。

// size_t size的作用是檢查所要卸除的記憶體是否是期望的大小，如果在類層次中定義的話，只要基類是virtual destructor，那麼size可以// 確保是正確大小。

而placement new……。”

 

  “唔，說得不錯，有進步。關於placement new/delete，先知Meyer[1]有詳細的論述。原來的placement new僅僅是這樣：

  void* operator new(size_t, void* pMem) { return pMem; }

‘ 隨著時間過去，任何‘要求額外引數’的 operator new 版本，也都漸漸採用 placement new 這個術語。事實上這個術語已經被銘記於 C++ 標準規格中。因此，當 C++ 程式設計師談到所謂的 placement new 函式，他們所談的可能是上述那個‘需要額外一個 void* 引數，用以指出物件置於何處’的版本，但也可能是指那些‘所需引數比單一而必要之 size_t 引數更多’的任何 operator new 版本，包括上述函式，也包括其他‘引數更多’的 operator new 函式。’——引自[1]。

 

現在我們來考慮一個問題，如果在operator new結束申請記憶體後，建構函式丟擲了異常，那麼已經申請的記憶體誰來回收，答案當然是。因為整個new operator還未結束。所以你無法獲得控制權。如果你對operator new/delete進行了過載，那麼編譯器會呼叫那個operator  delete呢？由於不同的operator new可能透過不同的方法獲得記憶體，而讓不知道怎樣分配的operator delete去釋放記憶體顯然是不負責任的。所以編譯器假定哪個operator delete與operator new有相同的引數（除了size_t size和void* pDeAlloc），那麼那個operator delete便知道operator new怎樣獲得記憶體。建構函式丟擲異常後，也會呼叫與operator new相同引數的operator delete來釋放記憶體。”

 

  “那麼，我該怎麼解決現在的問題呢？”

“別那麼急，已經下午五點了。該回家了，別讓人以為程式設計師是夜遊神。回家看看Effective C++第二部分和GotW9, GotW10。明天再說吧。”

 

第二天一早，Solmyr啃著大餅走進了辦公室，看到Guru Zero早已姿勢優雅地坐在前收發E，不禁自慚形穢，連忙放下手中的大餅，跑去和Zero說：“老大，昨天晚上，我挑燈夜讀，總結出兩點：

1.  如果你寫了一個operator new，請對應寫一個operator delete。

2.  不要delete不是自己new來的記憶體。

“嗯，不錯，怎麼我看上去，就象是Effective C++中的條款呢？你有沒有自己想過關於placement delete的問題？”

“placement delete有什麼問題嗎？”Solmyr一臉茫然的問道。

“你有沒有試過把一塊用placement new申請得到的記憶體用placement delete卸除掉呢？不妨你現在試試看。”

 

只見Solmyr跑到一臺電腦前，兩手如飛在鍵盤上敲擊，可是我們能聽到的只有他的唉聲嘆氣和編譯器的哇哇大叫。Solmyr實在是沒辦法，只能向Zero求教。Zero喝了一口咖啡，說道：“我們平時寫的那些要求額外引數的operator delete只有在建構函式丟擲異常時，才會被編譯器自動呼叫，而我們是不可能手工呼叫到任何帶有額外引數的delete的，為什麼沒有一個內建的‘placement delete’來與‘placement new’相匹配的原因在於沒有辦法保證它被正確使用，在C++型別系統中，無法推斷一個指標從哪裡獲得它指向的記憶體，可能是指向heap，也可能是stack。所以……”

 

“所以當我們確實知道一個指標它是怎麼獲得它所指向的記憶體時，我們可以這樣：

template void destroy(T* p, Arena& a)

  {

  if (p) {

  p->~T();  // explicit destructor call

  a.deallocate(p);

  }

  }

這樣，就不會有資源洩漏了。”[2]

“可是我怎麼解決我那稀有的記憶體的問題呢？”

“標準庫中的allocator和boost中的pool可以解決記憶體管理的問題，不必每次呼叫operator new，從而少了一些開銷，不過早上我剛收到客戶的mail，他們說準備在他們的裝置上再加12MB的記憶體。”

“……”Solmyr鬱悶中。

 

  [1] Counting in C++ CUJ 1998.4 中文譯文 陳崴 （程式設計師雜誌：2001.8 雜誌上少了placement new and placement delete）

   [2]'s C++ Style and Technique FAQ