讀書筆記_Effective_C++_條款四十九：了解new_handler的行為

本章開始討論內存分配的一些用法，C/C++內存分配采用new和delete。在new申請內存時，可能會遇到的一種情況就是，內存不夠了，這時候會拋出out of memory的異常。有的時候，我們希望能夠調用自己定制的異常處理函數，這就是本條款要說的。

 

在聲明於<new>的一個標准程序庫中，有如下的接口：

namespace std
{
    typedef void (*new_handler)();
    new_handler set_new_handler(new handler p) throw();
}

注意這里面typedef了一個函數指針new_handler，它指向一個函數，這個函數的返回值為void，形參也是void。set_new_handler就是將new_handler指向具體的函數，在這個函數里面處理out of memory異常（函數末尾的throw()表示它不拋出任務異常），如果這個new_handler為空，那么這個函數沒有執行，就會拋出out of memory異常。

void MyOutOfMemory()
{
    cout << "Out of memory error!" << endl;
    abort();
}

int main()
{
    set_new_handler(MyOutOfMemory);
    int *verybigmemory = new int[0x1fffffff];
    delete verybigmemory;
}

這里預先設定好new異常時調用的函數為MyOutOfMemory，然后故意申請一個很大的內存，就會走到MyOutOfMemory中來了。

 

好，我們更進一步，現在想要在不同的類里面定制不同的new_handler處理機制，一種想法是在類內部定義set_new_handler函數，將new_handler作為私有的成員變量，具體的new_handler函數可以由構造函數傳入，但編譯器要求set_new_handler是靜態的，所以通過構造函數傳入new_handler不被編譯器支持，只能將set_new_handler與operator new都寫成靜態的，同時定義一個靜態的new_handler變量，像下面這樣：

class Widget
{
private:
    static new_handler CurrentHandler;

public:
    void set_new_handler(new_handler h) throw()
    {
        CurrentHandler = h;
    }
    static void* operator new(size_t size)
    {
        Widget::set_new_handler(CurrentHandler);
        return ::operator new(size);
    }
};

new_handler Widget::CurrentHandler = 0;

 

屬於類的靜態變量CurrentHandler用於保存當前環境下的new_handler函數，在operator_new中，先設置成當前的new異常處理函數，再去調用std的operator new，執行內存分配操作。但這里就存在問題了，set_new_handler到下一次設置它為止，一直都是生效的，我們只想在處理這個類對象的分配時用自定義的new_handler函數，但是類似於new int，new char這些基本類型，還是希望走默認的new_handler（就是null，就是什么也不執行，如我們期望，這樣會拋出異常）。

一種自然的想法，就是在調用operator new末尾處還原new_handler，這就需要保存之前的new_handler，為此，我們構造一個NewHandlerHolder類，像下面這樣：

class NewHandlerHolder
{
private:
    new_handler SavedHandler;
    NewHandlerHolder(const NewHandlerHolder&);
    NewHandlerHolder& operator= (const NewHandlerHolder&);

public:
    explicit NewHandlerHolder(new_handler h) :SavedHandler(h){}
    ~NewHandlerHolder()
    {
        set_new_handler(SavedHandler);
    }
};

這里有一個SavedHandler成員變量，它在NewHandlerHolder構造時確定具體的指向（其實就是指向系統默認的new_handler函數（即null），將拷貝構造函數與賦值運算符重載設置為private是為了防止出現拷貝的行為（在編譯期就可以阻止），這點可以參照之前的條款。還要特別注意這里的析構函數，它調用了set_new_handler，將new異常的處理恢復成SavedHandler（其實就是null）。

 

這樣我們重新整理一下Widget，如下：

class Widget
{
private:
    static new_handler CurrentHandler;


public:
    static new_handler set_new_handler(new_handler h) throw()
    {
        new_handler OldHandler = CurrentHandler;
        CurrentHandler = h;
        return OldHandler;
    }
    static void* operator new(size_t size)
    {
        NewHandlerHolder h(Widget::set_new_handler(CurrentHandler));
        return ::operator new(size);
    }
};

new_handler Widget::CurrentHandler = 0;

為了返回系統默認的new_handler，我們在set_new_handler處理完之后，進行了舊handler的返回，同時在operator new的調用中進行了NewHandlerHolder的包裝，這樣在return之后，h會自動調用析構函數，恢復成默認的new_handler。

 

到這一步，本條款的重要內容已經說完了，但為了避免重復勞動，即為每一個需要重定義new_handler的類都寫一份set_new_handler和operator new，書上在最后對之進行了封裝，其實就是將Widget專門作為這兩個函數（set_new_handler和operator new）的類，然后將需要自行處理new_handler的類public繼承於Widget即可。

 

最后總結一下：

set_new_handler允許客戶指定一個函數，在內存分配無法獲得滿足時被調用。