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C++中new的实现原理解析
2023-07-07 01:36:40 深夜i     --     --
C++ new 实现原理

在C++中,内存的动态分配是通过使用new和delete关键字实现的。在使用new时,我们会向操作系统请求一块新的内存空间,而在delete时,会将该内存空间释放回操作系统。那么,new的实现原理是什么呢?

在C++中,new操作符的本质是一个函数调用,即operator new函数。该函数的定义如下:

void* operator new(size_t size);

这个函数有一个参数size,它表示要分配的内存空间的大小。函数返回一个void指针,指向新分配的内存空间的首地址。需要注意的是,如果内存分配失败,operator new函数会抛出std::bad_alloc异常。

operator new函数的实现需要调用操作系统的内存管理函数,例如malloc函数。在调用malloc函数时,需要传入size参数,该参数表示要分配的内存空间的字节数。malloc函数会检查是否有足够的内存空间可用,如果有,则分配这些内存空间,并返回一个指向该内存空间的指针。如果没有足够的内存空间可用,则返回NULL指针。

operator new函数还需要考虑内存对齐的问题。在C++中,大部分类型的对象都有一定的对齐要求,即对象所占用内存的地址必须是某种指定的倍数。C++标准规定,一般情况下对象的对齐要求是其大小和最大基本对齐数中的较小值。因此,在调用malloc函数分配内存空间时,operator new函数需要指定分配的字节数为对象大小和对齐要求取整后的结果。

在实现operator new函数时,还需要考虑到多线程的情况。如果多个线程同时调用operator new函数,并且它们同时执行到malloc函数,可能会发生相互干扰的情况。为了避免这种情况,需要采取一些保护措施,例如使用互斥锁或信号量等机制来保证同一时间只有一个线程在访问malloc函数。

综上所述,C++中new操作符的实现原理是基于operator new函数实现的。在调用operator new函数时,需要考虑到内存分配、内存对齐和多线程等因素的影响。为了确保内存的正确分配和释放,我们应该在使用new和delete时,严格遵守C++的内存管理规范,并注意避免内存泄漏和悬空指针等问题。

  
  

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