항목 52. 위치지정 new를 작성한다면 위치치정 delete도 같이 준비하자

Widget *pw = new Widget; 

함수 두개가 호출된다.
1. operator new
2. Widget 생성자

만약 1번 operator new에서 메모리 할당후 2번 생성자에서 에러 발생시
2번 생성자에서 메모리 해제역할을 할 수 없다.
이 메모리 해제 역할을 C++ 런타임 시스템에서 맡는다.

런타임 시스템의 역할은 1번에서 호출한 operator new와 짝이되는 버전의 operator delete를 호출하는것이다.

여태까지 우리가 상대했던 기본형 new. delete를 대수로운 사안이 아니다.

void operator delete(void *rawMemory) throw(); // 전역 유효범위의 기본형 시그너처 
void operator delete(void *rawMemory, std::size_t size) throw(); // 클래스 범위의 기본형 시그너처 

이와 같은 기본형 new에 대해서는 런타임시스템이 잘 추적하여 메모리를 해제한다.

 

하지만, 비표준 형태의 operator new에서 메모리할당후 생성자에서 에러를 뱉어낸다면 어떻게 될까 ?

아래 코드를 살펴보자.

class Widget{
public :
  ...
  static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream)
  throw(std::bad_alloc);

  static void operator delete(void *pMemory, size_t size) throw();
 ...
};

*풀이

  - operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream)과 매칭되는 operator delete가 없기 때문에, 생성자에서 에러발생시 런타임시스템은 위 new와 매칭되는 delete를 찾아내지 못하여 아무것도 호출을 못한채 종료된다.

 

좀더 자세히 알아보기 위해 용어 정리부터 짚고 넘어가자

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1. 위치지정 new

  1) operator new 함수는 기본형과 달리 매개변수를 추가로 받는 형태로도 선언가능하다. 이를 위치치정(placement) new라고 한다.

  2) 이 new는 여러가지 매개변수가 올 수 있겠지만, 특히 유용한놈이 있다. 그건 바로, 어떤 객체를 생성시킬 메모리 위치를 나타내는 포인터를 매개변수로 받는 것이 그 주인공이다.

    - 예시코드 : void * operator new(std::size_t , void *pMemory) throw(); // 위치지정 new

 

2. 위치지정 new의 동작 메커니즘

  1) 런타임시스템은 operator new와 매칭되는 operator delete를 추적한다고 했다. 즉 매개변수의 개수와 타입이 일치하는 놈을 골라낸다. 

  2) 위치지정 delete가 호출되는 경우는 위치치정 new의 호출에 '묻어서' 함께 호출되는 생성자에서 예외를 뱉어낼 경우이다.

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3. 이름 가리기를 유의하자!

  - 클래스 전용 new가 다른 유효범위의 new들을 가릴 수 있다.

class Base{
public:
  ...
  static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) // 이 new가 표준형태 new를 가림
  throw(std::vad_alloc);
  ...
};

Base *pb = new Base; // Error! 표준 형태의 전역 new가 가려진다.

Base *pb = new (std::cerr) Base // Base의 위치지정 new를 호출한다.

 

  - C++가 제공하는 전역 유효범위의 operator new의 형태 3가지 표준을 기억해두자.

void *operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc); // 기본형 new
void *operator new(std::size_t, void*) throw(); // 위치지정 new
void *operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw(); // 예외불가 new

 

  - C++ 3가지 표준에 대한 예시코드를 살펴보자.

class StandardNewDeleteForms {  
public : 
  // 기본형 new / delete 
  static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc) 
  { return ::operator new(size); } 
   
  static void operator delete(void *pMemory) throw() 
  { ::operator delete(pMemory); } 

  //위치지정 new / delete 
  static void* operator new(std::size_t size, void *ptr) throw() 
  { return ::operator new(size, ptr); } 

  static void operator delete(void *pMemory, void *ptr) throw() 
  { ::operator delete(pMemory, ptr); } 

  //예외불가 new / delete 
  static void* operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t& nt) throw() 
  { return ::operator new(size, nt); } 

  static void operator delete(void *pMemory, const std::nothrow_t& nt) throw() 
  { ::operator delete(pMemory); } 
}; 

 

  - 표준형태를 물려받아 사용자 정의 형태로 확장해나간 예시

class Widget: public StandardNewDeleteForms { // 표준 형태를 물려 받는다. 
public : 
  using StandardNewDeleteForms::operator new;  //표준형태가  
  using StandardNewDeleteForms::operator delete;  //보이도록 한다. 

  static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream)  // 사용자 정의 위치치정 new 
  throw(std::bad_alloc); 

  static void operator delete(void *pMemory, std::ostream& logStream)  // 앞의 것과 짝이되는 위치지정 delete 이다.오후 2:40 2020-05-12 
  throw(); 
  ... 
}; 

이것만은 잊지 말자!
  - operator new 함수의 위치지정(placement) 버전을 만들때는, 이 함수와 짝을 이루는 위치지정 버전의 operator delete함수도 만들자! 빠트릴 경우, 메모리 누출 현상을 경험하게 된다.
  - new 및 delete의 위치치정 버전을 선언할 때는, 이들의 표준버전이 가려지지 않도록 유의하자.