《Effective C++》读书笔记之item49：了解new-handler的行为

1.new_handler函数：当operator new或operator new[]分配内存失败时调用的函数。

set_new_handler函数：试图分配更多内存以足够使用，成功时会返回，否则会抛出一个bad_alloc异常（或其派生类对象）或调用cstdlib的abort()或exit()函数强制退出。

参考资料：http://www.cplusplus.com/reference/std/new/set_new_handler/

http://www.cplusplus.com/reference/std/new/new_handler/

2.当operator new分配内存失败（不足）时，会先调用一个客户指定的错误处理函数new-handler，然后抛出一个异常（旧式的行为是返回一个空指针）。客户使用set_new_handler来设定该行为，它是声明于中的一个标准程序库函数：

namespace std{

typedef void (*new_handler)();//指向函数的指针

new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();//获得分配内存失败时应该被调用的函数指针，并返回本函数在调用前正在执行（但马上就要被替换）的new-handler函数指针

}

当operator new无法满足内存申请时，会不断调用new-handler函数直到内存够用。

注：operator new诸函数与new不同，前者是标准程序库中的实现，它是一个函数，但不是重载，而后者是一个表达式。

3.一个设计良好的new-handler函数必须做以下事情：

• 让更多内存可以被使用。一个做法是程序一开始就分配大量内存，当new-handler被调用时将这些内存空间归还给程序使用。
• 安装另一个new-handler。如果当前的new-handler函数不能申请足够内存，则可以使用set_new_handler替换为其他的合适版本。
• 卸除new-handler，即将空指针传递给set_new_handler。一旦没有安装任何new-handler，operator new会在内在分配失败时抛出异常。
• 抛出bad_alloc（或其派生类对象）的异常。这样的异常不会被operator new捕捉，因此会被传播到内存申请处。
• 不返回，通常调用abort()或exit()。

4.为支持类专属的new-handler，可以在类中声明需要的new_handler函数，并提供类专属的set_new_handler（指定new-handler）和operator new（确保在分配类对象内存的过程中以该类专属的new-handler替换全局的new-handler）版本。具体过程为：

（1）声明一个类型为new_handler的静态成员函数，用以指向该类的new-handler。例如：

   1:  class Widget{

   2:   

   3:  public:

   4:   

   5:  static std::new_handler set_new_handler(std::new_handler p) throw();

   6:   

   7:  static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);

   8:   

   9:  private:

  10:   

  11:  static std::new_handler currentHandler;

  12:   

  13:  };

注意static成员必须在类外定义（除非是const且是int型），所以需要这么写：

std::new_handler Widget::currentHandler = 0;

（2）set_new_handler函数将它获得的指针存储起来，然后返回调用前存储的指针（与标准set_new_handler）相同：

std::new_handler Widget::set_new_handler(std::new_handler p) thorw(){
	std::new_handler oldHandler = currentHandler;
	currentHandler = p
	return oldHandler;
}

（3）使该类的operator new做以下事情：

• 调用标准set_new_handler，告诉该类的错误处理函数，这会将该类的new-handler安装为全局的new-handler。
• 调用全局的operator new，执行实际的内存分配。如果分配失败，全局的operator new会调用该类的new-handler，因为那个函数刚刚被安装为全局的new-handler。如果全局的new-handler最终无法分配足够内存，会抛出bad_alloc异常，在此情况下该类的operator new必须恢复原来的全局new-handler，然后再传播该异常。为确保原来的new-handler总是能够被重新安装，该类将全局new-handler视为“资源”并使用资源管理对象来防止资源泄漏。
• 如果全局operator new能够分配足够的内存，会返回一个指针指向分配的地址。该类的析构函数会管理全局new-handler，它会自动将该类operator new被调用前的那个全局new-handler恢复回来。

5.实例：从资源处理类开始，只有基础性的RAII操作，在构造过程中获得一笔资源，并在析构过程中归还：

class NewHandlerHolder{
	public:
		explicit NewHandlerHolder(std::new_handler nh) : handler(nh){}		//取得目前的new-handler
		~NewHandlerHolder(){
			std::set_new_handler(handler);
		}	//释放new-handler
	private:
		std::new_handler handler;	//保存new-handler
		NewHanlderHolder(const NewHandlerHolder&);	//阻止复制行为
		NewHandlerHolder& operator=(const NewHandlerHolder&);
};

假设有一个类Widget，它实现operator new的方法：

void *Widget::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
	NewHandlerHolder h(std::set_newHandler(currentHandler));//安装Widget的new-handler
	return ::operator new(size);	//分配内存或抛出异常，恢复全局new-handler
}

Widget的客户应该类似如下方式new-handler：

void outOfMem();	//声明内存分配失败时的处理函数
Widget::set_new_handler(outOfMem);	//将上面的函数设定为Widget的new-handler函数
Widget* pw1 = new Widget;	//如果内存分配失败，调用outOfMem()
std::string* ps = new std::string;//如果内存分配失败，调用全局的new-handler函数（如果有的话）
Widget::set_new_handler(0);	//设定Widget专属的new-handler为空，失去专属版本
Widget* pw2 = new Widget;	//如果内存分配失败，则抛出异常

可以将上述方法抽象，建立mixin风格的基类，它允许派生类继承单一特定能力（这里是“设定该类专属的new-handler“），并把该基类抽象为模板类以提高复用性。

template<typename T>	//mixin风格的基类，用以支持类专属的set_new_handler
class NewHandlerSupport{
public:
	static std::new_handler set_new_handler(std::new_handler p) throw();
	static void *operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
	...	//其他的operator new版本
private:
	static std::new_handler currentHandler;
};

template<typename T>
std::new_handler
NewHandlerSupport::set_new_handler(std::new_handler p) throw(){
	std::new_handler oldHandler = currentHandler;
	currentHandler = p;
	return oldHandler;
}

template<typename T>
void* NewHandlerSupport::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
	NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(currentHandler));
	return ::operator new(size);
}

//以下将每一个currentHandler初始化为null
template<typename T>
std::new_handler NewHandlerSupport::currentHandler = 0;

对于一个具体的类，添加专属的set_new_handler就很容易了：继承。

class Widget : public NewHandlerSupport{
	...	//和先前一样，但不必声明set_new_handler或operator new
};

6.旧式的operator new在内存分配失败后返回null，为了兼容旧代码，C++提供了另

一形式的operator new，称为nothrow形式，在new使用的场合使用了nothrow对象（定义于头

文件中）。建议不要使用。