Question

C++中 关于内存碎片的，为什么要重载new和delete，这跟系统内置的new和delete有什么不同（关于内存的）

这部分我看资料比较难理解，求高手

Answer 1

首先看碎片，32位系统的内存是按“页”管理的，一页内存为64K，只有当前在使用的页面才会在内存中，其他页面不一定总是在内存。因此，分配连续的内存时，当请求少于64K，系统会尽量将其分配在一个内存页面中，当大于64K时，会分配在连续的页面中。以实例说明，例如首先请求30K内存，那么会在第一页分配，第二次请求50K，就必须在第二页面分配。于是第一次返回的地址为0，第二次为64K，30K～64K之间的内存就是所谓的“碎片”。可以将“碎片”简单理解为两块以分配内存之间的空间。当然，“碎片”也可能被利用，但是考虑一种极端的情况：如果一台电脑拥有4G内存，但是每个页面都只分配了32K，那么你将不能申请一片大于32K的内存，即使目前你的物理内存还有2G没有使用。这种情况是很常见的，当程序比较大时如果你没作好这些管理，你会发现new个3～5百MB内存会经常失败。
系统中的new会实施一些算法或者策略，防止内存碎片过快产生，这些算法类似于数据结构中的“堆”，所以new被称之为“堆分配”。但是，系统的堆管理策略是宏观的，通用的。你只要使用它，一定会产生内存碎片。同时，随着堆的规模的加大，会有很多时间浪费在页面在主存与虚拟内存的交换中，这是因为一般情况下，系统返回给你的内存指针是不能改变的，试想你的程序中new了一个新指针，可这片内存不知什么时候被系统换到其他地方了，那么你的程序离奔溃就不远了。这说明在C++中，出现内存碎片后系统是无法执行“碎片整理”的，然而在底层的windows接口中，你能使用“内存句柄”代替指针，内存句柄代表的内存是操作系统管理的而不是地址本身，因此这种情况下操作系统能帮你完成“碎片整理”。只是，内存句柄即使在微软自己的平台上也不及指针通用，各种内库的接口中，绝大部分只认指针，因此你可能在“内存句柄”与指针间不停转换消耗掉程序的时间。
重写内存管理要根据实际需要，这没有统一的方法。最简单的做法是让new返回一个全局数组的地址。全局数组的内存空间在程序启动时就初始化好了，因此你立即就能获取到地址并且这个分配一定是成功的（要是内存耗尽，程序会在启动时挂掉）。全局数组好处在于它的内存一定是连续的，32位系统上能保证2G左右的长度，因此对于操作系统而言可以做到消除碎片，至于如何高效使用这些内存就是程序员的事情了。最后，全局数组的方法也要注意64K对其，否则程序性能会因为内存交换收到影响，特别是当内存使用量很大的时候。
最后，除非程序需要极高的性能，比如大型三维游戏；或者你的程序特别吃内存，比如服务器上的某些服务。你是完没必要重写new delete。

追问

我变成没到水平，有点不太清楚你说的呢，呵呵，我在仔细看下

追答

呵呵，，你需要用的时候，，自然就水到渠成啦。