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在 C 中#xff0c;new 运算符用于动态分配内存。然而#xff0c;当内存分配失败时#xff0c;程序默认会抛出一个 std::bad_alloc 异常。为了更灵活地处理这种情况#xff0c;C 提供了一种机制#xff0c;允许开发者自定义内存分配失败时的行为。这就是 new-han…1、背景
在 C 中new 运算符用于动态分配内存。然而当内存分配失败时程序默认会抛出一个 std::bad_alloc 异常。为了更灵活地处理这种情况C 提供了一种机制允许开发者自定义内存分配失败时的行为。这就是 new-handler 机制的作用。new-handler 是一种回调函数当 new 操作符无法分配内存时运行时系统会调用这个回调函数。通过设置自定义的 new-handler开发者可以在内存分配失败时执行一些特定的操作例如
释放未使用的内存。记录错误日志。尝试再次分配内存。终止程序或采取其他恢复措施。 new-handler 的设计使程序能够优雅地应对内存分配失败而不是直接崩溃。
2、如何使用new-handler
C 提供了两个与 new-handler 相关的标准函数
std::set_new_handler用于设置全局的 new-handler 函数定义在头文件 中。std::new_handler是一个函数指针指向当前的 new-handler以下是 std::set_new_handler 的函数签名
#include new
std::new_handler std::set_new_handler(std::new_handler new_p) noexcept;参数new_p 是指向新的 new-handler 函数的指针。返回值返回之前设置的 new-handler。异常保证此函数不抛出任何异常。
3、示例代码
以下是一个完整示例展示如何使用 std::set_new_handler 设置自定义的 new-handler。
#include iostream
#include new // std::set_new_handler
#include cstdlib // std::abort// 自定义 new-handler 函数
void myNewHandler() {std::cerr Memory allocation failed. Attempting to recover... std::endl;// 可以选择释放资源或记录日志// 示例直接终止程序std::abort();
}int main() {// 设置全局的 new-handlerstd::set_new_handler(myNewHandler);try {// 故意尝试分配超大内存size_t size static_castsize_t(-1);int* p new int[size];delete[] p;} catch (const std::bad_alloc e) {std::cerr Caught exception: e.what() std::endl;}return 0;
}输出结果Memory allocation failed. Attempting to recover… 因为当 new 运算符无法分配内存时运行时调用了自定义的 myNewHandler打印错误信息并终止程序。如果未设置 new-handler程序默认会抛出 std::bad_alloc 异常。 有时我们可能希望为某个特定的类设置专属的 new-handler而不是全局生效。这可以通过类的静态成员函数实现代码如下
#include iostream
#include new
#include cstdlibclass Widget {
public:// 设置类专属的 new-handlerstatic void setNewHandler(std::new_handler p) noexcept {currentHandler p;}// 重载 operator new使用类专属的 new-handlerstatic void* operator new(size_t size) {std::new_handler oldHandler std::set_new_handler(currentHandler);void* mem;try {mem ::operator new(size);} catch (...) {std::set_new_handler(oldHandler); // 恢复旧的 handlerthrow; // 继续抛出异常}std::set_new_handler(oldHandler); // 恢复旧的 handlerreturn mem;}private:static std::new_handler currentHandler;
};// 定义静态成员
std::new_handler Widget::currentHandler nullptr;// 自定义 new-handler
void customNewHandler() {std::cerr Widget allocation failed. Cleaning up... std::endl;std::abort();
}int main() {Widget::setNewHandler(customNewHandler);try {// 尝试分配超大内存Widget* w new Widget[static_castsize_t(-1)];delete[] w;} catch (const std::bad_alloc e) {std::cerr Caught exception: e.what() std::endl;}return 0;
}4、使用new-handler的注意事项
确保 new-handler 是无异常的new-handler 必须是 noexcept 函数。如果 new-handler 抛出异常标准库会调用 std::terminate。处理恢复逻辑在 new-handler 中尝试释放未使用的内存或其他资源尽量避免直接终止程序。避免递归调用如果在 new-handler 中尝试再次分配内存可能导致递归调用 new-handler最终导致程序崩溃。线程安全性std::set_new_handler 会影响全局的 new-handler因此在多线程环境下使用时需要格外小心。
5、总结
new-handler 是 C 提供的一种强大的机制允许开发者在内存分配失败时定制处理逻辑。通过全局或类专属的 new-handler程序可以优雅地应对内存不足的情况。尽管如此new-handler 的使用需要谨慎。合理地释放资源、避免递归调用以及处理异常是实现一个可靠 new-handler 的关键。
