Item 49：new handler的行为
new 申请内存失败时会抛出 "bad alloc" 异常，此前会调用一个由 std::set_new_handler() 指定的错误处理函数。
set_new_handler()
“new-handler” 函数通过 std::set_new_handler() 来设置，std::set_new_handler() 定义在<new>中：
namespace std{
typedef void (*new_handler)();
new_handler set_new_handler(new_handler p) throw();
}
throw() 是一个异常声明，表示不抛任何异常。例如： void func() throw(Exception1, Exception2) 表示func 可能会抛出 Exception1，Exception2 两种异常。
set_new_handler() 的使用也很简单：
void outOfMem(){
std::cout<<"Unable to alloc memory";
std::abort();
}
int main(){
std::set_new_handler(outOfMem);
int *p = new int[100000000L];
}
当new申请不到足够的内存时，它会不断地调用 outOfMem。因此一个良好设计的系统中 outOfMem 函数应该做如下几件事情之一：
- 使更多内存可用；
- 安装一个新的 ”new-handler”；
- 卸载当前 ”new-handler”，传递 null 给 set_new_handler 即可；
- 抛出 bad_alloc（或它的子类）异常；
- 不返回，可以 abort 或者 exit 。
类型相关错误处理
std::set_new_handler 设置的是全局的 bad_alloc 的错误处理函数，C++并未提供类型相关的 bad_alloc 异常处理机制。 但我们可以重载类的 operator new，当创建对象时暂时设置全局的错误处理函数，结束后再恢复全局的错误处理函数。
比如 Widget 类，首先需要声明自己的 set_new_handler 和 operator new：
class Widget{
public:
static std::new_handler set_new_handler(std::new_handler p) throw();
static void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
private:
static std::new_handler current;
};
// 静态成员需要定义在类的外面
std::new_handler Widget::current = 0;
std::new_handler Widget::set_new_handler(std::new_handler p) throw(){
std::new_handler old = current;
current = p;
return old;
}
关于 abort, exit, terminate 的区别：abort 会设置程序非正常退出，exit 会设置程序正常退出，当存在未处理异常时C++会调用 terminate， 它会回调由 std::set_terminate 设置的处理函数，默认会调用 abort。
最后来实现 operator new，该函数的工作分为三个步骤：
- 调用 std::set_new_handler，把 Widget::current 设置为全局的错误处理函数；
- 调用全局的 operator new 来分配真正的内存；
- 如果分配内存失败，Widget::current 将会抛出异常；
- 不管成功与否，都卸载 Widget::current，并安装调用 Widget::operator new 之前的全局错误处理函数。
重载 operator new
我们通过RAII类来保证原有的全局错误处理函数能够恢复，让异常继续传播。
class NewHandlerHolder{
public:
explicit NewHandlerHolder(std::new_handler nh): handler(nh){}
~NewHandlerHolder(){ std::set_new_handler(handler); }
private:
std::new_handler handler;
NewHandlerHolder(const HandlerHolder&); // 禁用拷贝构造函数
const NewHandlerHolder& operator=(const NewHandlerHolder&); // 禁用赋值运算符
};
然后 Widget::operator new 的实现其实非常简单：
void * Widget::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(current));
return ::operator new(size); // 调用全局的new，抛出异常或者成功
} // 函数调用结束，原有错误处理函数恢复
使用 Widget::operator new
客户使用 Widget 的方式也符合基本数据类型的惯例：
void outOfMem();
Widget::set_new_handler(outOfMem);
Widget *p1 = new Widget; // 如果失败，将会调用outOfMem
string *ps = new string; // 如果失败，将会调用全局的 new-handling function，当然如果没有的话就没有了
Widget::set_new_handler(0); // 把Widget的异常处理函数设为空
Widget *p2 = new Widget; // 如果失败，立即抛出异常
通用基类
仔细观察上面的代码，很容易发现自定义 ”new-handler” 的逻辑其实和 Widget 是无关的。我们可以把这些逻辑抽取出来作为一个模板基类：
template<typename T>
class NewHandlerSupport{
public:
static std::new_handler set_new_handler(std::new_handler p) throw();
static void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
private:
static std::new_handler current;
};
template<typename T>
std::new_handler NewHandlerSupport<T>::current = 0;
template<typename T>
std::new_handler NewHandlerSupport<T>::set_new_handler(std::new_handler p) throw(){
std::new_handler old = current;
current = p;
return old;
}
template<typename T>
void * NewHandlerSupport<T>::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
NewHandlerHolder h(std::set_new_handler(current));
return ::operator new(size);
}
有了这个模板基类后，给 Widget 添加 ”new-handler” 支持只需要 public 继承即可：
class Widget: public NewHandlerSupport<Widget>{ ... };
其实 NewHandlerSupport 的实现和模板参数 T 完全无关，添加模板参数是因为 handler 是静态成员，这样编译器才能为每个类型生成一个 handler 实例。
nothrow new
1993 年之前 C++ 的 operator new 在失败时会返回 null 而不是抛出异常。如今的 C++ 仍然支持这种 nothrow 的operator new：
Widget *p1 = new Widget; // 失败时抛出 bad_alloc 异常
assert(p1 != 0); // 这总是成立的
Widget *p2 = new (std::nothrow) Widget;
if(p2 == 0) ... // 失败时 p2 == 0
“nothrow new” 只适用于内存分配错误。而构造函数也可以抛出的异常，这时它也不能保证是 new 语句是 ”nothrow” 的。
总结
- set_new_handler 允许你指定一个当内存分配请求不能被满足时可以被调用的函数。
- nothrow new 作用有限，因为它仅适用于内存分配，随后的 constructor 调用可能依然会抛出 exceptions。
