【C++知识】浅谈关于C++的内存管理

浅谈关于C++的内存管理

目录

浅谈关于C++的内存管理

1、内存管理的预备工具

malloc/free函数

new/delete表达式

array new/array delete

placement new

allocator分配器

2、内存管理

1、内存管理的预备工具

malloc/free函数

void* p1=malloc(512);  //分配512个字节
free(p1);

对于malloc，它进行分配的内存块，除了需要申请的必要内存空间外，上下各有一个cookie，一共占8个字节，用来记录当前内存块的大小，而整个内存块的大小应该是16的倍数，所以可能还会额外增添一些其他内存空间，所以整个下来，当需要多次申请内存时，就会造成大量的内存空间浪费。

new/delete表达式

complex<int>* p2=new complex<int>;
delete p2;

new：实际上分为三个步骤：1）分配内存，调用operator new函数，而operator new函数实际上就是调用malloc分配内存；2）类型转换，对于分配内存后返回的变量进行转换成指针类型，因为new需要返回一个指针类型；3）自动调用构造函数。

delete：1）自动调用析构函数；2）释放内存，调用operator delete函数，而operator delete函数实际上就是调用free来释放内存。

注：构造函数不能被直接调用，但析构函数可以直接调用。

array new/array delete

delete []：会调用多次析构函数

注：若没加 [ ] 实际上不一定会造成内存泄漏，这样只是只调用了一次析构函数，对于类中数据类型没有指针的，则不会造成内存泄漏，即没有在堆上分配内存。 

placement new

可以间接地去直接调用构造函数，允许我们将object构建于已分配内存中。

写法：new (指针) 定点分配内存，即在已分配内存好的地方再次分配内存

 实际步骤：1）调用operator new(size_t,buf)函数，不过这里面没做任何操作，不分配内存；2）调用构造函数。

allocator分配器

       一般用于容器，因为分配器用于每次分配内存大小较为固定，而容器每次存储的大小都是固定的，所以在底层用于内存管理的就是分配器。不过实际中也是malloc和free进行对内存直接处理。

2、内存管理

     对于内存管理，我们需要达到两个目的，即提高速率，降低浪费空间。提高速率：即减少调用malloc次数，我们可以采取一次性分配一个比较大的内存空间，然后进行分块利用。

 这也是嵌入式指针方法。这样会减少大量的cookie空间。

       对于new和delete表达式，我们不能做什么修改，但我们知道了里面实际上是在调用operator new和operator delete函数，所以我们可以对此进行重载，在里面进行处理。对于delete，就是把回收的指针放到单向链表的头。

性能最好的一个内存管理示意图如下：（G2.9下非标准的一个分配器原理_gnu_cxx::pool_alloc）