c++中的set_new_handler和new_handler

当operator new申请一个内存失败的时候，它会进行如下的处理步骤：
    1、如果存在客户指定的处理函数，则调用处理函数（new_handler），如果不存在则抛出一个异常。

2、继续申请内存分配请求。
    3、判断申请内存是否成功，如果成功则返回内存指针，如果失败转向处理步骤1

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为了自定义这个“用以处理内存不足”的函数new_handler，用户可以调用set_new_handler进行设置

这两个函数声明如下：

namespace std{

typedef void (*new_handler)();

new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

}

其中，new_handler是个typedef，定义一个函数指针，该函数没有参数，也没有返回值；

set_new_handler用于设置处理函数，设置p为当前处理函数，并返回之前的new_handler

当operator new无法满足内存分配需求时，它会不断调用new_handler函数，直到找到足够的内存。

因此，应该妥善设计new_handler函数，一个设计良好的new_handler必须做以下事情：

1、删除其它无用的内存，使系统具有可以更多的内存可以使用，为下一步的内存申请作准备。

实现此策略的办法是：程序一开始执行就分配一大块内存，当new_handler被调用时，将它们释放还给程序使用。

2、设置另外一个new_handler。

如果当前的new_handler不能够做到更多的内存申请操作，或者它知道另外一个new_handler可以做到，

则可以调用set_new_handler函数设置另外一个new_handler，这样在operator new下一次调用的时候，

可以使用这个新的new_handler。

3、卸载new_handler，使operator new在下一次调用的时候，因为new_handler为空抛出内存申请异常。

4、new_handler抛出自定义的异常

5、不再返回，调用abort或者exit退出程序

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c++并不支持专属某一类的new_handler，但是如果需要，可以重载operator new，自己实现这个行为。

只需为class提供自己的set_new_handler和operator new即可。

在operator new中做如下事情：

1、首先调用标准的set_new_handler，自定义专属类的处理函数

2、调用global operator new，执行实际的内存分配。如果内存分配失败，刚才被安装的new_handler将被调用。

3、无论new成功还是失败，都必须在类自定义的operator new结束前恢复全局new_handler

这一部分的详细示例参考《effective c++》 条款7、8

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当内存分配请求不能满足时，调用你预先指定的一个出错处理函数。这个方法基于一个常规，即当operator new不能满足请求时，会在抛出异常之前调用客户指定的一个出错处理函数:一般称为new-handler函数。

指定出错处理函数时要用到set_new_handler函数，它在头文件<new>里大致是象下面这样定义的：

typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();

可以看到，new_handler是一个自定义的函数指针类型，它指向一个没有输入参数也没有返回值的函数。set_new_handler则是一个输入并返回new_handler类型的函数。

set_new_handler的输入参数是operator new分配内存失败时要调用的出错处理函数的指针，返回值是set_new_handler没调用之前就已经在起作用的旧的出错处理函数的指针。

operator new不能满足内存分配请求时，new-handler函数不只调用一次，而是不断重复，直至找到足够的内存。实现重复调用的代码在条款8里可以看到，这里我用描述性的的语言来说明：一个设计得好的new-handler函数必须实现下面功能中的一种。

·产生更多的可用内存。这将使operator new下一次分配内存的尝试有可能获得成功。实施这一策略的一个方法是：在程序启动时分配一个大的内存块，然后在第一次调用new-handler时释放。释放时伴随着一些对用户的警告信息，如内存数量太少，下次请求可能会失败，除非又有更多的可用空间。

·安装另一个不同的new-handler函数。如果当前的new-handler函数不能产生更多的可用内存，可能它会知道另一个new-handler函数可以提供更多的资源。这样的话，当前的new-handler可以安装另一个new-handler来取代它(通过调用set_new_handler)。下一次operator new调用new-handler时，会使用最近安装的那个。(这一策略的另一个变通办法是让new-handler可以改变它自己的运行行为，那么下次调用时，它将做不同的事。方法是使new-handler可以修改那些影响它自身行为的静态或全局数据。)

·卸除new-handler。也就是传递空指针给set_new_handler。没有安装new-handler，operator new分配内存不成功时就会抛出一个标准的std::bad_alloc类型的异常。

·抛出std::bad_alloc或从std::bad_alloc继承的其他类型的异常。这样的异常不会被operator new捕捉，所以它们会被送到最初进行内存请求的地方。(抛出别的不同类型的异常会违反operator new异常规范。规范中的缺省行为是调用abort，所以new-handler要抛出一个异常时，一定要确信它是从std::bad_alloc继承来的。想更多地了解异常规范，参见条款m14。)

·没有返回。典型做法是调用abort或exit。abort/exit可以在标准c库中找到(还有标准c++库，参见条款49)。

c++不支持专门针对于类的new-handler函数，而且也不需要。你可以自己来实现它，只要在每个类中提供自己版本的set_new_handler和operator new。类的set_new_handler可以为类指定new-handler(就象标准的set_new_handler指定全局new-handler一样)。类的operator new则保证为类的对象分配内存时用类的new-handler取代全局new-handler。

假设处理类x内存分配失败的情况。因为operator new对类型x的对象分配内存失败时，每次都必须调用出错处理函数，所以要在类里声明一个new_handler类型的静态成员。那么类x看起来会象这样：

class x {
public:
	static new_handler set_new_handler(new_handler p);
	static void * operator new(size_t size);

private:
	static new_handler currenthandler;
};

类的静态成员必须在类外定义。因为想借用静态对象的缺省初始化值0，所以定义x::currenthandler时没有去初始化。

new_handler x::currenthandler;	//缺省设置currenthandler为0(即null)

类x中的set_new_handler函数会保存传给它的任何指针，并返回在调用它之前所保存的任何指针。这正是标准版本的set_new_handler所做的：

new_handler x::set_new_handler(new_handler p)
{
	new_handler oldhandler = currenthandler;
	currenthandler = p;
	return oldhandler;
}

最后看看x的operator new所做的：

1. 调用标准set_new_handler函数，输入参数为x的出错处理函数。这使得x的new-handler函数成为全局new-handler函数。注意下面的代码中，用了"::"符号显式地引用std空间(标准set_new_handler函数就存在于std空间)。

2. 调用全局operator new分配内存。如果第一次分配失败，全局operator new会调用x的new-handler，因为它刚刚(见1.)被安装成为全局new-handler。如果全局operator new最终未能分配到内存，它抛出std::bad_alloc异常，x的operator new会捕捉到它。x的operator new然后恢复最初被取代的全局new-handler函数，最后以抛出异常返回。

3. 假设全局operator new为类型x的对象分配内存成功，, x的operator new会再次调用标准set_new_handler来恢复最初的全局出错处理函数。最后返回分配成功的内存的指针。 c++是这么做的：

void * x::operator new(size_t size)
{
	new_handler globalhandler =		// 安装x的new_handler    
		std::set_new_handler(currenthandler);

void *memory;

try { 	// 尝试分配内存
	memory = ::operator new(size);
} 

catch (std::bad_alloc&) { 	// 恢复旧的new_handler
	std::set_new_handler(globalhandler);     
	throw;	// 抛出异常
}
	std::set_new_handler(globalhandler);	// 恢复旧的new_handler
	return memory;
}

使用类x的内存分配处理功能时大致如下：

void nomorememory();// x的对象分配内存失败时调用的new_handler函数的声明

x::set_new_handler(nomorememory);
		// 把nomorememory设置为x的
		// new-handling函数

x *px1 = new x;
		// 如内存分配失败，
		// 调用nomorememory
string *ps = new string;
		// 如内存分配失败，调用全局new-handling函数
x::set_new_handler(0);
		// 设x的new-handling函数为空
x *px2 = new x;
		// 如内存分配失败，立即抛出异常
		// (类x没有new-handling函数)

你会注意到，处理以上类似情况，如果不考虑类的话，实现代码是一样的，这就很自然地想到在别的地方也能重用它们。正如条款41所说明的，继承和模板可以用来设计可重用代码。在这里，我们把两种方法结合起来使用，从而满足了你的要求。

template<class t>	// 提供类set_new_handler支持的
class newhandlersupport {	// 混合风格”的基类
public:
	static new_handler set_new_handler(new_handler p);
	static void * operator new(size_t size);

private:
	static new_handler currenthandler;
};

template<class t>
new_handler newhandlersupport<t>::set_new_handler(new_handler p)
{
	new_handler oldhandler = currenthandler;
	currenthandler = p;
	return oldhandler;
}
template<class t>
void * newhandlersupport<t>::operator new(size_t size)
{
	new_handler globalhandler =
		std::set_new_handler(currenthandler);
	void *memory;
	try {
		memory = ::operator new(size);
	}
	catch (std::bad_alloc&) {
		std::set_new_handler(globalhandler);
		throw;
	}

	std::set_new_handler(globalhandler);
	return memory;
}
// this sets each currenthandler to 0

template<class t>
new_handler newhandlersupport<t>::currenthandler;
 有了这个模板类，对类x加上set_new_handler功能就很简单了：只要让x从newhandlersupport<x>继承：
// note inheritance from mixin base class template. (see
// my article on counting objects for information on why
// private inheritance might be preferable here.)
class x: public newhandlersupport<x> {

...		// as before, but no declarations for
};		// set_new_handler or operator new