C++new和delete实现原理
passion_wu128 2014-09-01
new和delete最终调用malloc和free，关于malloc和free实现原理参见这篇文章：
http://blog.csdn.net/passion_wu128/article/details/38964045
new
new操作针对数据类型的处理，分为两种情况：1，简单数据类型（ 包括基本数据类型和不需要构造函数的类型）代码实例：int* p = new int;汇编码如下：
int* p = new int;00E54C44 push 400E54C46 call operator new (0E51384h)00E54C4B add esp,4分析：传入4byte的参数后调用operator new。其源码如下：
void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc){ // try to allocate size bytesvoid *p;while ((p = malloc(size)) == 0)if (_callnewh(size) == 0){ // report no memory_THROW_NCEE(_XSTD bad_alloc, );}return (p);}分析：调用malloc失败后会调用_callnewh。如果_callnewh返回0则抛出bac_alloc异常，返回非零则继续分配内存。这个_callnewh是什么呢？它是一个new handler，通俗来讲就是new失败的时候调用的回调函数。可以通过_set_new_handler来设置。下面举个实例：#include <stdio.h>#include <new.h>int MyNewHandler(size_t size){printf("Allocation failed.Try again");return 1;//continue to allocate//return 0;//stop allocating,throw bad_alloc}void main(){// Set the failure handler for new to be MyNewHandler._set_new_handler(MyNewHandler);while (1){int* p = new int[10000000];}}在new基本数据类型的时候还可以指定初始化值，比如：int* p = new int(4);总结：
简单类型直接调用operator new分配内存；
可以通过new_handler来处理new失败的情况；
new分配失败的时候不像malloc那样返回NULL，它直接抛出异常。要判断是否分配成功应该用异常捕获的机制；
2，复杂数据类型（需要由构造函数初始化对象）代码实例：class Object{public:Object(){_val = 1;}~Object(){}private:int _val;};void main(){Object* p = new Object();}汇编码如下：
Object* p = new Object();00AD7EDD push 400AD7EDF call operator new (0AD1384h)00AD7EE4 add esp,400AD7EE7 mov dword ptr [ebp-0E0h],eax00AD7EED mov dword ptr [ebp-4],000AD7EF4 cmp dword ptr [ebp-0E0h],000AD7EFB je main+70h (0AD7F10h)00AD7EFD mov ecx,dword ptr [ebp-0E0h]00AD7F03 call Object::Object (0AD1433h) //在new的地址上调用构造函数00AD7F08 mov dword ptr [ebp-0F4h],eax00AD7F0E jmp main+7Ah (0AD7F1Ah)00AD7F10 mov dword ptr [ebp-0F4h],000AD7F1A mov eax,dword ptr [ebp-0F4h]00AD7F20 mov dword ptr [ebp-0ECh],eax00AD7F26 mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh00AD7F2D mov ecx,dword ptr [ebp-0ECh]00AD7F33 mov dword ptr [p],ecx总结：
new 复杂数据类型的时候先调用operator new，然后在分配的内存上调用构造函数。
delete
delete也分为两种情况：1，简单数据类型（ 包括基本数据类型和不需要析构函数的类型）。int *p = new int(1);delete p;delete的汇编码如下：
delete p;00275314 mov eax,dword ptr [p]00275317 mov dword ptr [ebp-0D4h],eax0027531D mov ecx,dword ptr [ebp-0D4h]00275323 push ecx00275324 call operator delete (0271127h)分析：传入参数p之后调用operator delete，其源码如下：
void operator delete( void * p ){RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (p, 0));free( p );}RTCCALLBACK默认是空的宏定义，所以这个函数默认情况下就是简单的调用free函数。
总结：delete简单数据类型默认只是调用free函数。2，复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）代码实例：class Object{public:Object(){_val = 1;}~Object(){cout << "destroy object" << endl;}private:int _val;};void main(){Object* p = new Object;delete p;}部分汇编码如下：
012241F0 mov dword ptr [this],ecx012241F3 mov ecx,dword ptr [this]012241F6 call Object::~Object (0122111Dh) //先调用析构函数012241FB mov eax,dword ptr [ebp+8]012241FE and eax,101224201 je Object::`scalar deleting destructor'+3Fh (0122420Fh)01224203 mov eax,dword ptr [this]01224206 push eax01224207 call operator delete (01221145h)0122420C add esp,4总结：delete复杂数据类型先调用析构函数再调用operator delete。
new数组
new[]也分为两种情况：1，简单数据类型（ 包括基本数据类型和不需要析构函数的类型）。new[] 调用的是operator new[]，计算出数组总大小之后调用operator new。值得一提的是，可以通过()初始化数组为零值，实例：char* p = new char[32]();等同于：
char *p = new char[32];memset(p, 32, 0);总结：针对简单类型，new[]计算好大小后调用operator new。2，复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）实例：class Object{public:Object(){_val = 1;}~Object(){cout << "destroy object" << endl;}private:int _val;};void main(){Object* p = new Object[3];}new[]先调用operator new[]分配内存，然后在p的前四个字节写入数组大小，最后调用三次构造函数。
实际分配的内存块如下：这里为什么要写入数组大小呢？因为对象析构时不得不用这个值，举个例子：class Object{public:Object(){_val = 1;}virtual ~Object(){cout << "destroy Object" << endl;}private:int _val;};class MyObject : public Object{public:~MyObject(){cout << "destroy MyObject" << endl;}private:int _foo;};void main(){Object* p = new MyObject[3];delete[] p;}释放内存之前会调用每个对象的析构函数。但是编译器并不知道p实际所指对象的大小。如果没有储存数组大小，编译器如何知道该把p所指的内存分为几次来调用析构函数呢？
总结：针对复杂类型，new[]会额外存储数组大小。
delete数组
delete[]也分为两种情况：1，简单数据类型（ 包括基本数据类型和不需要析构函数的类型）。delete和delete[]效果一样比如下面的代码：int* pint = new int[32];delete pint;char* pch = new char[32];delete pch;运行后不会有什么问题，内存也能完成的被释放。看下汇编码就知道operator delete[]就是简单的调用operator delete。总结：针对简单类型，delete和delete[]等同。2，复杂数据类型（需要由析构函数销毁对象）释放内存之前会先调用每个对象的析构函数。new[]分配的内存只能由delete[]释放。如果由delete释放会崩溃，为什么会崩溃呢？假设指针p指向new[]分配的内存。因为要4字节存储数组大小，实际分配的内存地址为[p-4]，系统记录的也是这个地址。delete[]实际释放的就是p-4指向的内存。而delete会直接释放p指向的内存，这个内存根本没有被系统记录，所以会崩溃。总结：针对复杂类型，new[]出来的内存只能由delete[]释放。
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