在 C++ 中抛出异常时释放本地缓冲区答案

【问题标题】：Freeing local buffers when throwing exceptions in C++在 C++ 中抛出异常时释放本地缓冲区
【发布时间】：2011-12-06 19:59:54
【问题描述】：

假设我在 C++ 类中有以下构造函数：

MyClass::MyClass()
{
    char* buffer = malloc(100);
    if (0 != someD3DXCallThatCanFail(..., buffer, ...))
    {
        free(buffer);
        throw MyException(L"some message");
    }
    char* buffer2 = malloc(200);
    if (0 != anotherD3DCallThatCanFail(..., buffer2, ...))
    {
        free(buffer);
        free(buffer2);
        throw MyException(L"another message");
    }
    .. more code here where buffer and buffer2 are still used

    free(buffer);
    free(buffer2);
}

编辑：我讨厌 malloc/free 和 new/delete，但不幸的是，我需要使用缓冲区来加载纹理，然后将这些纹理传递给 ID3D10ShaderResourceView、ID3D10Buffer、顶点缓冲区等。所有这些都需要指向缓冲区的指针。

我正在尝试使用异常而不是返回错误代码。我还希望在需要它们的地方创建缓冲区，并在不再需要它们后立即释放它们。

然而，看起来很难看的是，如果出现错误，无论我返回错误代码还是抛出异常，我仍然应该记得清理到那时创建的任何缓冲区。如果我有 10 个缓冲区和 10 个可能的错误点，我将不得不调用 free() 100 次（在每个错误情况下记得释放每个缓冲区）。

现在假设我或更糟糕的是，我的同事想要更改一些逻辑，例如，在中间某处添加另一个缓冲区。现在，他必须仔细检查其余方法中可能发生的所有错误，并在每个这样的地方为该缓冲区添加 free()。如果他赶时间，他很容易忽略一些这样的地方，然后你就会出现内存泄漏。

这也极大地膨胀了代码。

finally 关键字可以解决 Java 或 C# 中的问题。无论异常发生在代码中的哪个位置，我仍然会在“finally”中清理所有这些缓冲区（顺便说一句，垃圾收集不需要这些缓冲区）。据我了解，在 C++ 中，我可能必须为任何此类缓冲区创建一个成员变量，并在析构函数中确保清理缓冲区。对我来说看起来也很丑陋，因为名称为“pBuffer”的成员变量，即使是私有变量，也只是垃圾，因为它仅用于一种方法（在本例中为构造函数），其余部分始终为 NULL时间。

一定是一个常见问题，但是我没有设法使用搜索找到答案。谢谢！

【问题讨论】：

除非绝对必要，否则您应该改掉在 C++ 中使用malloc/free 的习惯。更喜欢使用new/delete。
是的，但也不喜欢使用new/delete :) 使用容器、智能指针等来避免手动管理内存。它们使保证异常安全变得更加容易。

标签： c++ exception constructor buffer free

【解决方案1】：

停止手动管理内存，您将不会遇到此类问题。使用 std::vector<char> 之类的东西。

或者，您可以使用 Boost 的 shared_array 之类的东西，但这对于您在这里尝试做的事情来说太过分了：

http://www.boost.org/doc/libs/1_41_0/libs/smart_ptr/shared_array.htm

这里要说明的更一般的一点是，您应该使用 RAII 习惯用法 - 也就是说，当您获取资源时，您将它们存储在一个类的实例中，该实例的析构函数再次释放它们。然后，无论该资源拥有类的实例超出范围，资源都保证被释放。

看这里：

http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_Acquisition_Is_Initialization

【讨论】：

【解决方案2】：

规范的答案是“资源获取即初始化”（RAII）和智能指针的原则。您在堆栈上创建一个类实例，它将释放其析构函数中的内存，例如boost::scoped_ptr.

【讨论】：

谢谢，我现在从您和其他人的回答中理解了 RAII 的概念））

【解决方案3】：

改为使用raii:

MyClass::MyClass()
{
    std::vector<char> buffer(100);
    if (0 != someD3DXCallThatCanFail(...))
    {
        throw MyException(L"some message");
    }
    std::vector<char> buffer2c(200);
    if (0 != anotherD3DCallThatCanFail(...))
    {
        throw MyException(L"another message");
    }
    .. more code here 
}

【讨论】：

【解决方案4】：

为此使用惯用的 C++ 方法：RAII。这个维基百科页面有 C++ 示例。

【讨论】：

【解决方案5】：

再次搜索“C++ 智能指针”。您需要在内存上使用异常安全的包装器，而不是原始的malloc，正如您所指出的那样，这会带来很多麻烦，顺便说一句，现在您正在编写 C++ 而不是 C 代码，最好用 operator new 代替。

上一个答案here 涵盖了这个区域。

【讨论】：

【解决方案6】：

对此的规范答案将是 C++11 中的 unique_ptr。在那之前，可能scoped_ptr (http://www.boost.org/doc/libs/1_47_0/libs/smart_ptr/scoped_ptr.htm) 和scoped_array (http://www.boost.org/doc /libs/1_47_0/libs/smart_ptr/scoped_array.htm) 用于数组，均来自 Boost。或者您可以自己编写等效代码。

【讨论】：