• new與placement new

  • new：

    • 先調用operator new(大小)，而operator new()會調用malloc嘗試分配內存，失敗則調用_callnewh()來釋放內存，直至分配成功
      • 可以設置分配失敗的處理函數：將寫好的處理函數作為參數傳入set_new_handler即可
    • 然后將得到的指針轉型
    • 最后通過指針調用構造函數

  • placement new
    

    • 先調用operator new(大小, address)，該帶2個參數的函數直接返回buf，不做任何改動，即不分配內存。
    • 然后將得到的指針轉型
    • 最后通過指針調用構造函數

總結：new會分配內存后調用構造函數，而placement new相當于只是調用構造函數。因此我們可以像下面這樣模擬new的行為：

• 容器的內存分配方式
  當元素放入容器時，容器也需要為其分配一塊空間，但其不是用的new和delete，而是將其包裝在construct()和destroy()函數中

• 設計一個內存池

  • 重載局部的operator new()

    • 方法1：單獨多使用一些指針來將空閑塊連成鏈表
      下面在節點中使用next指針來將小塊鏈接起來

      void* A::operator new(size_t size)
      {cout << "局部new" << endl;A* p;if (!A::freeStore){//申請一大塊空間//A::freeStore = (A*)malloc(size * Chunk);A::freeStore = reinterpret_cast<A*>(new char[Chunk*size]);p = A::freeStore;//初始化p指針也指向頭節點//串成鏈表for (int i = 0; i < Chunk; i++){p->next = p + 1;//地址增大4，就是一個A的大小p = p->next;}p->next = NULL;}//把鏈表頭部的空閑塊拿出來用p = A::freeStore;A::freeStore = A::freeStore->next;return p;
      }
      

    • 使用嵌入式指針：也就是指針臨時借用一下空閑塊里的空間，等到需要分配出去使用時就正常使用即可。
      下面的rep和next占用同一片空間

      class A
      {
      private://數據struct Airplane//占8字節{int miles;char type;};
      private:union{Airplane rep;A* next;};static A* freeStore;//指向鏈表的頭部的指針static const int Chunk = 3;//內存池容納幾個
      public:static void* operator new(size_t size);static void operator delete(void* ptr);void set(int m, char t)....void show()....
      };
      

  • 重載局部的operator delete()
    • 采用頭插法，將空閑塊插入到鏈表頭

      void A::operator delete(void* ptr)
      {cout << "局部delete" << endl;//頭插法static_cast<A*>(ptr)->next = A::freeStore;A::freeStore = static_cast<A*>(ptr);
      }
      

  • c語言版本的內存池
    • 先寫個宏定義

      #define malloc(mp, size) _malloc(mp, size)
      #define free(mp, ptr) _free(mp, ptr)
      

    • 定義一個大的內存塊，這里稱其為頁

      typedef struct mempool_s
      {int block_size;//一小塊的大小int free_count;//該頁內剩余空閑塊的個數void *mem;//指向該頁首地址void *ptr;//指向該頁中最新創建的塊的地址(即下次要分配出去內存的塊)
      } mempool_t;
      

    • 寫一個內存池初始化函數，將128個小塊串成鏈表

      int memp_init(mempool_t *mp, size_t block_size)
      {printf("block_size: %ld\n", block_size);if (!mp) return -1;memset(mp, 0, sizeof(mempool_t));mp->block_size = block_size;mp->free_count = MEM_PAGE_SIZE / block_size;mp->mem = malloc(MEM_PAGE_SIZE);if(!mp->mem) return -1;mp->ptr = mp->mem;//把該頁中的128塊串成鏈表char *ptr = mp->ptr;//ptr指針指向第1塊for (int i = 0; i < mp->free_count; i++){//使用2級指針：一級指針ptr，(char**)ptr將其強轉為指向char*的指針，//*(char**)ptr為其指向的char*地址，將該地址賦值為ptr所指塊的下一塊地址*(char**)ptr = ptr + block_size;ptr += block_size;}*(char**)ptr = NULL;//最后一塊的前幾個字節保存的是NULLreturn 0;
      }
      

  • 最后寫內存分配與釋放的函數即可。釋放時同樣使用頭插法

- G2.9 alloc的大致流程：page8