C++幕後故事（十）--對象離咱們而去

三國演義裏面說過一句話：天下大事，合久必分，分久必合。有相聚，就有分離的時候。今天咱們主要聊聊operator delete的故事

今天咱們主要學習知識點：

1.delete的調用流程。 2.咱們重載了delete以後能幹啥。 3.placement delete有啥用。

1. operator delete操做符的原理

1.1 operator delete 調用流程

測試代碼以下：

/**************************************************************************** ** ** Copyright (C) 2019 635672377@qq.com ** All rights reserved. ** ****************************************************************************/

/* 測試對象的new、delete，在VS2017更容易觀察 */
#ifndef obj_new_delete_h
#define obj_new_delete_h

#include <new>
#include <memory>
#include <iostream>

using std::cout; 
using std::endl;

namespace obj_new_delete 
{

class Obj {
public:
    Obj():mCount(0) { cout << "Obj ctor" << endl; }
    ~Obj() { cout << "~Obj dtor" << endl; }

private:
    int mCount;
};

void test_new_obj() {
    Obj *obj = new Obj();
delete obj;
}
}
#endif // obj_new_delete_h 
複製代碼

老規矩，咱們轉到反彙編的代碼：

00287340  mov         eax,dword ptr [obj]  
          ; delete obj
00287343  mov         dword ptr [ebp-104h],eax  
00287349  mov         ecx,dword ptr [ebp-104h]  
0028734F  mov         dword ptr [ebp-0F8h],ecx  
          ; 若是ecx爲0，不用調用operator delete和析構函數
00287355  cmp         dword ptr [ebp-0F8h],0  
0028735C  je          obj_new_delete::test_delete_obj+0D3h (0287373h)  
0028735E  push        1  
00287360  mov         ecx,dword ptr [ebp-0F8h]
          ; 析構代理函數
00287366  call        obj_new_delete::Obj::`scalar deleting destructor' (0281212h)  
0028736B  mov         dword ptr [ebp-10Ch],eax  
00287371  jmp         obj_new_delete::test_delete_obj+0DDh (028737Dh)  
00287373  mov         dword ptr [ebp-10Ch],0 

obj_new_delete::Obj::`scalar deleting destructor':
00281212  jmp         obj_new_delete::Obj::`scalar deleting destructor' (0282820h) 

00282840  mov         dword ptr [this],ecx  
00282843  mov         ecx,dword ptr [this]  
          ; 調用對象的析構函數
00282846  call        obj_new_delete::Obj::~Obj (02814C4h)  
0028284B  mov         eax,dword ptr [ebp+8] 
          ; 須要釋放內存
0028284E  and         eax,1  
00282851  je          obj_new_delete::Obj::`scalar deleting destructor'+41h (0282861h)  

00282853  push        4  
00282855  mov         eax,dword ptr [this]  
          ; 傳遞對象的首地址放到eax寄存器中
00282858  push        eax
          ; 調用局部的operator delete，第一參數爲首地址，第二個參數爲對象的大小
00282859  call        operator delete (0281325h)  
0028285E  add         esp,8  
00282861  mov         eax,dword ptr [this]  

operator delete:
00281325  jmp         operator delete (02832E0h) 

; 調用全局的operator delete，只有一個參數爲首地址
operator delete:
002811B3  jmp         operator delete (02840C0h) 
複製代碼

這裏我順便把operator delete的源碼貼出來

// 局部operator delete源碼
_CRT_SECURITYCRITICAL_ATTRIBUTE
void __CRTDECL operator delete(void* const block, size_t const) noexcept {
    operator delete(block); 
}

// 全局operator delete源碼
_CRT_SECURITYCRITICAL_ATTRIBUTE
void __CRTDECL operator delete(void* const block) noexcept {
    #ifdef _DEBUG
    _free_dbg(block, _UNKNOWN_BLOCK); 
    #else
    free(block);
    #endif
}
複製代碼

根據這彙編代碼我畫出流程圖：

看到了這張流程圖，你必定對圖中○1,○2有幾點有疑問。

1.什麼析構代理函數？

從名字中就能夠看出就是個代理函數，它從中不只調用咱們本身寫的析構函數，還作點其餘幕後事情，好比流程圖中的是否須要釋放內存

2.爲何在流程圖中還有個是否須要釋放內存的判斷？

你們請看這段代碼，是否會釋放內存。

void test_delete_obj() {
Obj *obj = new Obj();
obj->~Obj();
}
複製代碼

若是咱們本身手動調用了析構函數，這時系統是不會幫咱們釋放內存的。

我把上面的代碼反彙編看下：

; obj->~Obj()
00EF7340  push        0  
00EF7342  mov         ecx,dword ptr [obj]  
00EF7345  call        obj_new_delete::Obj::`scalar deleting destructor' (0EF1212h) 
複製代碼

能夠看到這裏首先push 0做爲一個參數，push 0就表示僅僅調用析構函數，並不會釋放內存。仔細看operator delete反彙編代碼，這裏push 1做爲參數，表示須要釋放內存，我在上面也作了註釋。

3. 爲何NULL指針，能夠被delete屢次。

由於C++運行時系統在delete就已經判斷了，若是指針爲空則不會調用delete。

最後咱們須要注意下：

1. 咱們代碼調用的析構函數，其實不是咱們本身寫的析構函數，而是編譯器寫的析構代理函數。
2. 析構代理函數裏面又作了其餘的事，好比是否須要釋放內存，再好比對象數組又是怎麼釋放內存。

1.2 重載delete操做符

只要咱們重載了operator new，就應該對應的重載operator delete，他們兩個是一一對應的東西。具體怎麼重載的，在《咱們來new個對象》中已經貼出代碼了。

2. placement delete

2.1 什麼是placement delete?

與placement new是個對應，前者是爲了在原有內存上再次構造對象。後者是爲了在異常負責回收內存。

2.2 placement delete做用

在通常狀況下，其實placement delete起不到做用的。只有在異常狀況下，纔會被C++運行時系統調用，用來釋放內存。

2.3 placement delete重載

具體怎麼重載的，就不在多說了，在《咱們來new個對象》中已經貼出代碼了。

2.4 一窺系統的placement delete源碼

這個源碼在vcruntime_new.h中

inline void __CRTDECL operator delete(void*, void*) noexcept {
    return;
}
複製代碼

恐怕會讓你有點失望，在vs2017的版本中，這個什麼裏面都沒有作的。搞的我也是摸不着頭腦。

3.總結

這節咱們知道了operator delete調用流程，對對象的消失有了更深刻的理解。同時知道了析構代理函數存在以及做用。 placement delete做用也是不容咱們忽視的。