C++new和delete实现原理（汇编解释）

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 4
00E54C46 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 bytes
void *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 4
00AD7EDF call operator new (0AD1384h)
00AD7EE4 add esp,4
00AD7EE7 mov dword ptr [ebp-0E0h],eax
00AD7EED mov dword ptr [ebp-4],0
00AD7EF4 cmp dword ptr [ebp-0E0h],0
00AD7EFB 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],eax
00AD7F0E jmp main+7Ah (0AD7F1Ah)
00AD7F10 mov dword ptr [ebp-0F4h],0
00AD7F1A mov eax,dword ptr [ebp-0F4h]
00AD7F20 mov dword ptr [ebp-0ECh],eax
00AD7F26 mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh
00AD7F2D 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],eax
0027531D mov ecx,dword ptr [ebp-0D4h]
00275323 push ecx
00275324 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],ecx
012241F3 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,1
01224201 je Object::`scalar deleting destructor'+3Fh (0122420Fh)
01224203 mov eax,dword ptr [this]
01224206 push eax
01224207 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。
原文：https://blog.csdn.net/passion_wu128/article/details/38966581

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