C++ malloc/free/new/delete详解（内存管理） |
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C++ malloc/free/new/delete详解（内存管理）
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malloc/free典型用法内存分配实现过程brk和mmap申请小于128k的内存申请大于128k的内存释放内存brk和mmap的区别
new/delete典型用法内存分配实现过程
new/delete和malloc/free的区别malloc对于给每个进程分配的内存是不是有大小限制delete [] 怎么知道要销毁多少内存空间malloc的内存可以用delete释放吗？new[]分配的空间可以用free()释放吗？new[]和delete配对使用会发生什么malloc出来20字节内存，为什么free不需要传入20呢，不会产生内存泄漏吗？限制对象只能建立在堆上限制对象只能建立在栈上
malloc/free
典型用法
malloc()负责动态配置内存，大小由size决定，分配成功时返回值为任意类型指针，指向一段可用内存（虚拟内存）的起始地址。分配失败时为NULL。 void * malloc(size_t size)free()负责释放动态申请的内存空间，调用free( )后ptr所指向的内存空间被收回，如果ptr指向未知地方或者指向的空间已被收回，则会发生不可预知的错误，如果ptr为NULL，free不会有任何作用。 void free(void *ptr) 内存分配malloc函数动态申请的内存空间是在堆里(而一般局部变量存于栈里)，并且该段内存不会被初始化，如果不采用手动free()加以释放，则该段内存一直存在，直到程序退出才被系统，所以为了合理使用内存，在不适用该段内存时，应该调用free()。另外，如果在一个函数里面使用过malloc，最好要配对使用free，否则容易造成内存泄露。 实现过程 brk和mmap从操作系统角度来看，malloc的实现有两种方式，分别由两个系统调用完成：brk和mmap（不考虑共享内存）。 申请小于128k的内存时，使用brk分配内存，将数据段.data的最高地址指针_edata向高地址移动，即增加堆的有效区域来申请新的内存空间。申请大于128k的内存时，使用mmap分配内存，mmap是在进程的文件映射区找一块空闲存储空间，128K限制可由M_MMAP_THRESHOLD选项进行修改。这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。 申请小于128k的内存申请小于128k的内存时，使用brk分配内存，将_edata往高地址推(只分配虚拟空间，不对应物理内存(因此没有初始化)，第一次读/写数据时，引起内核缺页中断，内核才分配对应的物理内存，然后虚拟地址空间建立映射关系)，如下图： 申请大于128k的内存时，使用mmap分配内存，在堆和栈之间找一块空闲内存分配，如下图：
默认情况下：当最高地址空间的空闲内存超过128K（可由M_TRIM_THRESHOLD选项调节）时，执行内存紧缩操作（trim）。在上一个步骤free的时候，发现最高地址空闲内存超过128K，于是内存紧缩，变成图9所示。 brk和mmap的区别 malloc 通过 brk() 方式申请的内存，free 释放内存的时候，并不会把内存归还给操作系统，而是缓存在 malloc 的内存池中，待下次使用；同时brk分配的内存需要等到高地址内存释放以后才能释放，这也是内存碎片产生的原因malloc 通过 mmap() 方式申请的内存，free 释放内存的时候，会把内存归还给操作系统，内存得到真正的释放。除此之外，mmap分配的内存可以单独释放。 new/delete 典型用法new和delete是C++中的运算符，不是库函数，不需要库的支持，同时，他们是封装好的重载运算符，并且可以再次进行重载。 new是动态分配内存的运算符，自动计算需要分配的空间，在C++中，它属于重载运算符，可以对多种数据类型形式进行分配内存空间，比如int型、char型、结构体型和类等的动态申请的内存分配，分配类的内存空间时，同时调用类的构造函数，对内存空间进行初始化，即完成类的初始化工作。new运算符的使用示例： new int //开辟一个存放整数的存储空间，返回一个指向该存储空间的地址 new int(100) //同上，并指定该整数的初值为100 new char[100] //开辟一个存放字符数组（100个元素）的空间，返回首地址 new int[4][5]//开辟一个存放二维数组的空间，返回首元素的地址 float *p=new float(3.14157) //开辟一个存放单精度的空间，并指定该数的初值为3.14157，将返回的该空间的地址赋给指针变量p注意：用new分配数组空间不能指定初值，若无法正常分配，则new会返回一个空指针NULL或者抛出bad_alloc异常。 delete是撤销动态申请的内存运算符。delete与new通常配对使用，与new的功能相反，可以对多种数据类型形式的内存进行撤销，包括类，撤销类的内存空间时，它要调用其析构函数，完成相应的清理工作，收回相应的内存资源。delete运算符的使用示例： //注意，指针p存于栈中，p所指向的内存空间却是在堆中。 int *p = new int； delete p； char *p = new char； delete p； //注意，new申请数组，delete删除的形式需要加括号“[ ]”，表示对数组空间的操作，总之，申请形式如何，释放的形式就如何。 Obj * p = new Obj[100]; delete [ ]p; 内存分配new申请的内存也是存于堆中，所以在不需要使用时，需要delete手动收回。 实现过程在new一个对象的时候，首先会调用operator new() 为对象分配内存空间，然后调用对象的构造函数。 delete会调用对象的析构函数，然后调用free回收内存。 new/delete和malloc/free的区别 new从自由存储区上分配内存，malloc从堆上分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配。自由存储区是否能够是堆取决于operator new 的实现细节。自由存储区不仅可以是堆，还可以是静态存储区，这都看operator new在哪里为对象分配内存。new 可以调用对象的构造函数，对应的 delete 调用相应的析构函数；malloc 仅仅分配内存，free 仅仅回收内存，并不执行构造和析构函数。在new一个对象的时候，底层首先调用 operator new() 函数为对象分配内存空间，然后调用对象的构造函数。delete会调用对象的析构函数，然后调用free回收内存。使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算；使用malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。new、delete 返回的是某种数据类型指针；malloc、free 返回的是 void 指针。new、delete 是操作符；malloc、free 是函数。malloc分配失败返回NULL；new要求在内存分配失败时要求返回NULL或抛出std::bad_alloc异常。 malloc对于给每个进程分配的内存是不是有大小限制Windows下32位程序如果单纯看地址空间能有4G左右的内存可用，不过实际上系统会把其中2G的地址留给内核使用，32位Linux是用户3G+内核1G。所以你的程序最大能用2G（Windows）或者3G（Linux）的内存。除去其他开销，你能用malloc申请到的内存只有1.9G或者2.9G左右。 delete [] 怎么知道要销毁多少内存空间new的执行过程：先给定需要的内存大小，调用operator new，在那里面获得制定大小的内存并返回；然后才以刚才返回的内存为基础调用类的构造函数。如果使用的是new[]来生成对象数组，需要多申请sizeof(int)（即4个字节）的空间来存储对象个数，以确定析构的次数。 delete的执行过程：如果需要删除的是对象数组，首先要根据数组最开头的int数值来调用若干次析构函数；然后才释放存储空间。 这告诉我们，可以认为new就是malloc的封装。并且也解释了为什么new[]分配的空间用free()释放会出错（因为new[]分配空间返回的地址并不是它里面malloc分配空间的首地址，系统预留了sizeof(int)个字节）。 malloc的内存可以用delete释放吗？可以，但是一般不这么用。malloc/free是c语言中的函数，c++为了兼容c保留下来这一对函数。简单来说，new 可以理解为，先执行malloc来申请内存，后调用构造函数来初始化对象；delete是先执行析构函数，后使用free来释放内存。 new[]分配的空间可以用free()释放吗？不可以，因为new[]分配空间返回的地址并不是它里面malloc分配空间的首地址，系统预留了sizeof(int)个字节用来确定调用析构函数的次数。 new[]和delete配对使用会发生什么 如果数组中的元素类型为内置类型，调用delete时不需要析构函数，所以也就不需要多4个字节来存放掉调用析构函数的次数，所以不会报错。如果数组中的元素类型为自定义类型，则delete只会析构数组中的第一个对象。 #include #include using namespace std; int main() { int *pint = new int(5); delete[] pint; int *pinta = new int[4]; delete pinta; cout |
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