在 cpp 中重新定义 new 和 delete 运算符以跟踪内存分配：无法跟踪整个内存块的删除大小

Posted 2023-02-21

【中文标题】在 cpp 中重新定义 new 和 delete 运算符以跟踪内存分配：无法跟踪整个内存块的删除大小

【英文标题】：redefining new and delete operators in cpp for tracking memory allocations: cannot track size of delete of whole memory blocks

【发布时间】：2021-03-13 20:18:52

【问题描述】：

我想在 C++ 中重新定义一些 new 和 delete 操作符，以尝试和跟踪内存分配/释放，类似这样的东西：

#include <iostream>
#include <vector>

void* operator new(std::size_t n) 
    std::cout << "[Allocate " << n << " bytes]";
    void * ptr_out = malloc(n);
    std::cout << " at addr " << ptr_out << std::endl;
    return ptr_out; 


void operator delete(void* p) throw() 
    std::cout << "[Free 1  byte] at addr " << p << std::endl;
    free(p);


void operator delete(void* p, std::size_t nbr_bytes) throw() 
    std::cout << "[Free " << nbr_bytes << " bytes] at addr " << p << std::endl;
    free(p);


int main()

    std::cout << "small vector" << std::endl;
    std::vector<int> vec_1 1, 2, 3, 4;

我能够很好地拦截内存分配（新），但是我无法以显示整个内存块已释放的方式拦截内存释放（删除），即我得到：

small vector
[Allocate 16 bytes] at addr 0x55b1c5d84280
[Free 1  byte] at addr 0x55b1c5d84280

虽然我真的想表明当程序返回时程序释放了向量的全部 16 个字节。

知道我是否/如何做到这一点，即打印以下内容吗？

small vector
[Allocate 16 bytes] at addr 0x55b1c5d84280
[Free 16  bytes] at addr 0x55b1c5d84280

【问题讨论】：

您需要自己记账，因为无法从 void * 获取分配的大小

您可能需要创建一个自定义类，您可以在其中执行上述操作，并在内存中跟踪其内容的确切大小...

实现将大小保持在某处，但它是实现定义的行为。

与msvc相关：https://***.com/questions/4955399/visual-studio-2010-c-get-size-of-memory-block-allocated-by-malloc

https://***.com/questions/852072/simple-c-implementation-to-track-memory-malloc-free 这个答案建议使用一个库来为您进行跟踪：https://***.com/a/852532/487892

【参考方案1】：

当删除不完整类型的对象以及非类和可简单破坏的类类型（ref1、ref2）的数组时，将调用哪些 operator delete 重载由实现定义。

Vector 可能正在分配 chars 或类似的，因此您必须遵守此规则。

您可以使用nbr_bytes 参数来提高效率如果你得到它，但如果你想保证访问，你必须自己存储信息给它。

如果您使用std::map 这样做，请注意不要将自己写成递归灾难?。

【讨论】：

好的，所以你的意思是调用哪个删除操作符是特定于实现的，对吧？但是，我不明白如何在 addr 0x55b1c5d84280 处打印出 [Free 1 byte] 消息；这意味着我重新定义的删除运算符已被以某种方式调用。

@Zorglub29 是的，但你的第一个，而不是你的第二个。你不能依赖第二个被调用。

好的，谢谢，我想我明白了。问题是，在我的范围之外，有一些关于存储块的元数据，对吧？ :) 。这听起来有点棘手。

嗯，是的，也不是。从这些运算符的角度来看，不，除了operator new 的参数之外，任何地方都不存在这样的元数据，这完全是重点：它不存在因为您没有将其存储以供以后使用采用。但是，由于您将实际分配委托给malloc 和free，我们可以讨论那些 东西可能存储的数据类型，在典型平台上答案变为“是”只要您确实委派了这些分配功能。