c++ - 在混合 C/C++ 程序中协调 malloc 和 new 的 "correct"方法是什么？

Question

我有一个混合的 C/C++ 程序。它包含一个针对 C 的 flex/bison 解析器，而其余部分是 C++。

作为 C，生成的解析器和扫描器使用 malloc、realloc 和 free 管理它们的内存。它们足以暴露钩子(Hook)，允许我提交我自己的这些函数的实现。如您所料，(C++)程序的其余部分“想要”使用 new、delete 等。

做一些研究似乎表明相关标准并不能保证这种混合应该有效。特别是 C“堆”不一定是 C++“空闲区域”。看来这两个方案可以互相践踏。

除此之外，有一天(很快)这个程序可能会想要集成一个自定义的堆实现，例如 tcmalloc , C 和 C++ 都使用。

什么是“正确”的做法？

考虑到集成 tcmalloc(它解释了如何与 C 程序链接)的愿望，我很想在 C++ 内存管理中找到一些跨类型、跨线程、跨所有内容的重载/ Hook /任何东西。有了它，我可以将所有 C++ 分配/释放调用指向它们的 C 等价物(这反过来又落在 tcmalloc 上。)

这样的泛银河全局 C++ 钩子(Hook)存在吗？可能它已经在做我想做的事了，类似于 ios_base::sync_with_stdio 默认情况下 secret 结合 iostream 和 stdio 的方式？

我对讨论 stdio 与 iostreams、切换解析器生成器或使用 C++ flex/bison 骨架(它们引入了独立的头痛)不感兴趣。

编辑:请包含支持您的答案的 C++ 标准部分的名称。

Answer 1

标准确实保证混合两种分配变体会起作用。它不允许允许在来自 new 的内存上调用 free 之类的事情，因为它们可能为两者使用完全不同的竞技场类型。

如果你记得为给定的内存块调用正确的释放函数，你会没事的。如果您遵守规则，他们不会互相践踏，如果您不遵守规则，那么从技术上讲，您正在践踏对方，而不是他们: -)

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C++11 标准的控制部分是 20.6.13 C 库，它声明，意译:

• 提供calloc、malloc、free和realloc函数，基于C标准。
• 函数不使用 ::operator new() 或 ::operator delete()。
• 这允许传统 C 的东西使用与普通 C++ 内存分配不同的内存领域。

鉴于您最终提出的建议，第二个要点很有趣，它放入 tcmalloc 以替换 C 继承函数并让 C++ 也使用它。

标准中有一个脚注解释了为什么他们不使用 let malloc() call ::operator new():

The intent is to have operator new() implementable by calling std::malloc() or std::calloc(). In other words, they want to avoid a circular dependency.

但是，虽然它允许 operator new() 调用malloc()，但我不确定该标准是否真的需要它。因此，为了安全起见，您可能希望将 tcmalloc 注入(inject) C 和 C++ 区域。

您已经表明您已经知道如何为 C 执行此操作。对于 C++，只需在您的代码，适本地编写为在幕后调用 tcmalloc。 3.7.4 Dynamic storage duration中的C++标准规定:

The library provides default definitions for the global allocation and deallocation functions. Some global allocation and deallocation functions are replaceable.

A C++ program shall provide at most one definition of a replaceable allocation or deallocation function. Any such function definition replaces the default version provided in the library.

The following allocation and deallocation functions are implicitly declared in global scope in each translation unit of a program:

• void* operator new(std::size_t);
• void* operator new[](std::size_t);
• void operator delete(void*);
• void operator delete[](void*);