new 內存分配失敗處理

轉自：http://www.51testing.com/html/70/n-827070.html

在C++語言中，我們經常會使用new給一個對象分配內存空間，而當內存不夠會出現內存不足的情況。C++提供了兩種報告方式：

　　1、拋出bad_alloc異常來報告分配失敗；
　　2、返回空指針，而不會拋出異常。

　　C++爲什麼會採用這兩種方式呢？這主要是由於各大編譯器公司設計C++編譯器公司的結果，因爲標準C++是提供了異常機制的。例如，VC++6.0中當new分配內存失敗時會返回空指針，而不會拋出異常。而gcc的編譯器對於C++標準支持比較好，所以當new分配內存失敗時會拋出異常。

　　究竟爲什麼會出現這種情況呢？

　　首先，C++是在C語言的基礎之上發展而來，而且C++發明時是想儘可能的與C語言兼容。而C語言是一種沒有異常機制的語言，所以C++應該會提供一種沒有異常機制的new分配內存失敗報告機制；（確實是如此，早期的C++還沒有加入異常機制）

　　其次在返回空指針的實現過程中，C++採用的是malloc/calloc 等分配內存的函數，該類函數不會拋出異常，但是在分配內存失敗時會返回“空指針”。

　　最後，對於標準的C++，有着比較完善的異常處理機制，所以對於出現異常時，會拋出響應的異常。對於new分配失敗時，系統會拋出bad_alloc異常。

　　鑑於以上原因，我們在不同的編譯器需要new分配失敗時做不同的處理。例如：
　　情況1：

int* p = new int(5);
if ( p == 0 ) // 檢查 p 是否空指針
    return -1;

　　情況2：

try {
      int* p = new int(5);
        // 其它代碼
} catch ( const bad_alloc& e ) {
      return -1;
}

　　情況1和情況2的代碼都是對於new失敗時的處理，而針對不同的編譯器，這種處理會完全失效。如果在gcc編譯器採用情況1,那麼if(p==0)完全是沒有意義的，因爲不管new內存分配成功失敗與否，都不會出現p＝0的情況。即，如果分配成功，p＝0完全不可能；而分配失敗，new會拋出異常跳過其後面的代碼。而需要採用情況2的處理方式，即應該來捕捉異常。

　　同樣，如果在VC++6.0中採用情況2的代碼，那麼new分配失敗時，完全不會拋出異常，那麼捕捉異常也是徒勞的。

　　所以在new分配內存的異常處理時要特別小心，可以兩種方式聯合使用，來解決跨平臺跨編譯器的難題。

　　當然情況2中的異常處理代碼是最簡單的處理方式，下面我們爲其制定一個客戶制定的錯誤處理函數，即new－handler。

typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

這裏首先定義new－handler函數指針類型，然後定義一個new－handler函數set_new_handler，其參數是指向operator new無法分配足夠內存時應該被調用的函數。其返回指也是一個指針，指向set_new_handler被調用前正在執行（但是馬上就要被替換）的那個new－handler函數。下面設計一個當operator new無法分配足夠內存時應該被調用的函數：

void noMemoryToAlloc()
{
       std::cerr << "unable to satisfy request for memory\n";
        std::abort();
}

　　使用noMemoryToAlloc函數的代碼爲：

int main()
{
       set_new_handler(nomorememory);
       int *pArray = new int[100000000000000L];
...
}

　　當operator new無法分配足夠空間時，noMemoryToAlloc就會被調用，於是程序就會發出一個錯誤信息cerr之後，調用abort函數結束程序。

　　如果operator new無法分配足夠空間時，我們希望不斷調用new－handler函數，直到找到足夠內存爲止，那麼我們的operator new函數就可以設計爲：

void *operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
        if ( size==0 ) {
             size  = 1;
        }
       while (true) {
            調用malloc等內存分配函數來嘗試分配size大小的內存；
            if ( 分配成功 )
                 return 指向分配得來的內存指針；
            new_handler globalHandler  = set_new_handler(0);
            set_new_handle(globalHandler);
            if(globalHandler)
                   (*globalHandler)();
           else
                   throw std::bad_alloc();
       }
}

而當new操作失敗時，一個好的程序不能簡單的終止程序就行了，而是要嘗試去釋放內存
如何能在new操作失敗，在拋出異常之前先把相應的處理做了呢？這就要用到new_handler了，它是在拋出exception調用的。爲了指定這個所謂的“內存不足處理函數，new_handler”，client必須調用set_new_handler，這是頭文件提供的函數，用法：
typedef void （*new_handler）()
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

簡單的程序測試：

#include "stdafx.h"
#include
#include
using namespace std;

void NoMoreMemory()
{
cout<<"Unable to statisty request for memory"<<endl;
abort();
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
set_new_handler(NoMoreMemory);
int *p=new int[536870911];
return 0;
}

注：當operator new 無法滿足內存需求時，它會不只一次地調用new_handler函數（如果new_handler沒有退出程序的話）；它會不斷地調用，直到找到足夠的內存爲止。因此一個良好設計的new_handler函數必須完成下列事情之一：
1）讓更多的內存可用。這或許能夠讓operator new 的下一次內存配置行爲成功。實現此策略的方法之一就是在程序起始時配置一大塊內存，然後在new_handler第一次被調用時釋放之。如此的釋放動作常常伴隨着某種警告信息，告訴用戶目前的內存已經處於低水位，再來的內存需求可能失敗，除非有更多的內存回覆自由身。
2）安裝一個不同的new_handler,如果目前的new_handler無法讓更多的內存可用，或許它知道另一個new_handler手上我有比較多的資源。果真如此，目前的new_handler就可以安裝另外一個new_handler以取代自己（只要再調用一次set_new_handler即可）。當operator new下次調用new_handler函數時，它會調用最新安裝的那個。
3）卸除掉這個new_handler，也就是說，將null指針傳給set_new_handler，一旦沒有安裝任何new_handler，operator new就會在內存配置失敗時拋出一個類型爲std::bad_alloc的exception。
4）拋出一個exception，類型爲std::bad_alloc(或者派生類型)。這樣的exception不會被operator new捕獲，所以它們就會傳動到最初踢出內存需求的那個點上
5）不返回，直接調用abort或exit

在MFC中

char *s_pNoMemoryPreAllocateBuff = new char[10240];
int no_memory (size_t nSize)
{
    if(s_pNoMemoryPreAllocateBuff)
    {
        delete []s_pNoMemoryPreAllocateBuff;
        s_pNoMemoryPreAllocateBuff = NULL;
    }
    CString strMsg;
    strMsg.Format(L"Failed to allocate memory( %ld bytes )!", nSize);
    AfxMessageBox(strMsg.GetString());
    _asm INT 3; //調用斷點中斷
    return 0;
}

應用時：

AfxSetNewHandler(no_memory);