C++的placement new

参考

• C++中使用placement new

普通的 new

• new 是C++里很常用的操作符号，比如说创建一个对象 A* = new A();，这个操作回执行下面3个步骤
  • 调用 operator new 分配内存，operator new(sizeof(A))，需要注意的是 new 是一个操作符号，operator new 是一个函数，前者不能重载，后者能
  • 调用构造函数 A::A();，进行初始化
  • 返回内存首地址
• 然后上面说到，operator new 是能重载的，如果没有去重载，调用的则是C++提供的默认的 operator new(size_t)，如果想下面代码一样重载了
• 那么，在创建 TestNew 时就要这样 TestNew* pTestNew = new("hahaha", 1) TestNew();，在 new 后填上参数，然后就会去执行重载后的 operator new 函数

class TestNew : public TestBase
{
    public:
    TestNew();
    ~TestNew();
    void Test();
    void* operator new (size_t size, const char* msg, int ret);
    void operator delete(void* pointer);
}

void* TestNew::operator new (size_t size, const char* msg, int ret)
{
    std::cout << "operator new size " << size << " with string " << msg << " ret " << ret << std::endl;
    return ::operator new(size);
}


void TestNew::operator delete(void* pointer)
{
    std::cout << "operator delete" << std::endl;
    ::operator delete(pointer);
}

• 然后 operator new 有三种形式
  • 第一种，void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc); ，默认的，成功时返回对象内存地址，失败时抛异常
  • 第二种，void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow_constant) throw();，失败时不抛异常
  • 第三种，void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();，这个就是下面说的 placement new，这种不能重载
• 同理，operator delete 也一样

placement new

• 系统内存分配的速度其实相对来说是不快的，特别是内存中碎片很多，此时又需要申请一块大内存时，就会更慢，所以如果是需要频繁申请内存的场景下，就可以使用 placement new 了。
• 其原理就是在已申请的内存上创建对象，因为少了申请内存的操作（因为提前申请好了），所以效率会高些。
• 使用时，需要传入内存的首地址，Test* pTest = new (buff)Test;
• 这个内存地址可以是堆里的，也可以是栈里的
• 使用上面的方法创建对象时，并不会申请一块新内存，而是在传入的内存地址处创建对象，然后调用对应的构造函数，然后释放时，需要显式调用析构函数
• 这种方式比较适合用于需要频繁申请内存对象的场合，比如接收消息，每次收到客户端发过来的消息，需要申请一块内存去处理，用完后又需要将其释放，如果使用普通的申请方式，就会导致申请次数很多，而且容易产生内存碎片，所以可以使用 placement new 的方式，将申请内存的操作省去，直接复用内存，做对象的构造和析构即可

class Test
{
public:
    Test() {}
    ~Test() {}

    int GetId() { return m_nId; }
    void SetId(int nId) { m_nId = nId; }

private:
    int m_nId;
}

void DoTest()
{
    char* pBuff = new char[sizeof(Test)];
    Test* pTest = new (buff)Test;
    pTest->SetId(1);
    pTest->~Test();
    delete []buff;
}