处理内存分配时的保护标志

Question

我在理解以下代码中的防护标志时遇到了一些问题。

// User-defined operator new.  
    void *operator new( size_t stAllocateBlock ) {  
       static int fInOpNew = 0;   // Guard flag.  

       if ( fLogMemory && !fInOpNew ) {  
          fInOpNew = 1;  
          clog << "Memory block " << ++cBlocksAllocated  
              << " allocated for " << stAllocateBlock  
              << " bytes\n";  
          fInOpNew = 0;  
       }  
       return malloc( stAllocateBlock );  
    } 

有人能帮我理解这一点吗？

谢谢

编辑:谢谢你澄清了我的疑虑，我现在明白了。我从这里得到这段代码：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/kftdy56f.aspx，他们对删除也使用了相同的保护。原因是一样的吗？

请检查我的代码，并分享您的建议，以改进代码。另外，如何通过示例保护多线程中的代码？我真的很感激这一点，它将澄清我对线程安全代码的理解，以及对内存管理的理解。

谢谢

我的代码版本：

/*
 * Memory leak detector
 */

#include <iostream> // for cout, clog
#include <new>      // for size_t

using std::clog;
using std::cout;


/* Logging toggle, 0x0 - No, 0xFF - Yes */
char    logMemory;

/* Number of Memory blocks allocated */
int     memoryBlocksAllocated;

void* AllocateMemory(size_t size)
{
    /*
     * Guard flag for protecting from reentrancy (recursion),
     * as clog also make use of new operator for
     * allocating memory to the buffer.
     */

    static char InOperationNew = 0x0;

    if ( logMemory && !InOperationNew ) {
        InOperationNew = 0xFF;
        clog << "Memory block allocated " << ++memoryBlocksAllocated
        <<" for requested size " << size << " bytes\n";
        InOperationNew = 0x0;
    }

    return malloc(size);
}

void ReleaseMemory(void *ptr)
{
    /*
     * Guard flag for protecting from reentrancy (recursion),
     * as clog also make use of new operator for
     * allocating memory to the buffer.
     */

    static char InOperationDelete = 0x0;


    if ( logMemory && !InOperationDelete ) {
        InOperationDelete = 0xFF;
        clog << "Memory block deallocated " << memoryBlocksAllocated-- << "\n";
        InOperationDelete = 0x0;
    }

    free(ptr);
}

/* User defined(overriden) global scope new operator */
void* operator new (size_t size)
{
    return AllocateMemory(size);
}

/* User defined(overriden) global scope new[] array operator */
void* operator new[] (size_t size)
{
    return AllocateMemory(size);
}


/* User defined(overriden) global scope delete operator */
void operator delete (void *ptr)
{
    ReleaseMemory(ptr);
}

/* User defined(overriden) global scope delete[] array operator */
void operator delete[] (void *ptr)
{
    ReleaseMemory(ptr);
}

int main()
{
    logMemory = 0xFF;   // Enable logging

    // Allocate and destroy an array of objects
    char *objArray = new char[2];
    if ( objArray )
    {
        delete[] objArray;
    }
    else {
        cout << "Memory allocation failed\n";
        return -1;
    }

    // Allocate and destroy an object
    char *obj = new char;
    if ( obj )
    {
        delete obj;
    }
    else {
        cout << "Memory allocation failed\n";
        return -1;
    }

    logMemory = 0x0;    // Disable logging

    return 0;
}

Answer 1

据我所知，这是为了避免多线程对日志流的破坏。

假设两个线程同时调用函数。打印的消息将混合在一起(取决于运行时使用的缓冲机制)。

为了避免这种情况，程序员创建了一个static标志。函数的局部静态变量在所有调用之间共享。

这样做的目的是，当一个调用记录消息时，它将首先将标志设置为1。这将不允许其他线程进入。(查看if !fInOpNew)

当它完成打印时，它将标志设置回0。

虽然这种机制在避免竞争条件中不起作用。因为两个线程可以进入if条件，然后可以设置标志。

程序员需要使用诸如比较和交换之类的原子原语来确保临界区的保护。

此外，使用静态变量也不安全。如果两个线程同时向它写入数据，它可能会得到一个不等于0或1的值。

编辑:根据Toby Speight的建议，旗帜的另一个目的是避免再次进入。在clog上调用<<操作符也是一个可能使用新操作符的函数(可以是相同的新操作符)。这将导致此函数的无限递归。该标志确保在<<操作符调用new时不会调用登录。

假设程序是单线程的，这不会带来竞争条件。