operator new如何知道已分配内存

Question

在C ++中， operator new如何保存分配内存的信息？ AFAIK，它不能用于恒定时间并且必须在堆中搜索空闲内存。或者，也许，它不是关于C ++，而是关于OS？

P.S。我不知道它是否由标准指定，是由OS还是由C ++管理，但实际上它是如何实现的？

Answer 1

new通常是在malloc / free的基础上实现的。

malloc / free如何实现它？答案是：这取决于实施。令人惊讶的是：Malloc经常无法跟踪分配的块！唯一的事情，malloc大部分时间都在做，就是添加一些包含块大小的信息＆＃34;之前＆＃34;分配的块。这意味着，当你分配40个字节时，它将分配44个字节（在32位机器上）并在前4个字节中写入大小。它会将此块的地址+4返回给您。

Malloc / free跟踪空闲列表。 freelist是一个释放的内存块列表，它尚未（还）返回给操作系统。当需要一个新块时，当一个拟合块可用时，Malloc会搜索空闲列表。

但是关于malloc / free的一个更令人筋疲力尽的答案，我在这里给出了： How do malloc() and free() work?

另外一条信息：

事实的一个含义是，许多分配器都没有跟踪已分配的块：当你通过free或delete返回内存并传入一个指针时，之前没有分配，你将损坏你的堆，因为系统无法检查指针是否有效。关于它的真正丑陋的是，在这种情况下，你的程序不会立即转储，但是在错误原因发生之后的任何时候......因此这个错误真的很难找到。这是一个原因，C / C ++中的内存处理非常困难！

Answer 2

没有简单，标准的答案。 operator new / operator delete的大多数实现最终转发到malloc / free，但有一个 许多不同的算法可以用于那些。这是唯一的事情 或多或少普遍的是，分配通常会分配一点点 超过要求，并使用额外的内存（通常在地址前面 实际返回）保持一些额外的信息：要么是实际的 分配的大小或指向块结尾的指针（或下一个的开头） 块）。除了一些算法将保持相同大小的分配 在一起，并能够从地址确定大小。没有 回答你的问题。

Answer 3

new维护数据结构以跟踪单独分配的块。有很多方法可以做到这一点。通常，使用某种链表。

这里有small article来说明这一点。