make_shared和直接new有什么区别 分析内存分配优化的内部机制

推荐使用make_shared是因为其内存分配更高效且异常安全。①make_shared一次性分配对象和控制块内存，减少分配次数，提高性能；②避免因异常导致的内存泄漏，确保对象和控制块同时构造成功或失败；③内部通过placement new实现单次内存分配优化；④缺点包括大对象短生命周期可能增加内存占用、不支持自定义分配器及无法在构造函数中访问自身shared_ptr；⑤优先选择make_shared，仅在需自定义分配、对象生命周期短且大或需访问shared_ptr时用new。

make_shared 和 new 的主要区别在于内存分配方式，make_shared 通常更高效，因为它尝试一次性分配控制块和对象本身所需的内存。而 new 则需要两次分配。

使用 make_shared 能够避免一些潜在的内存泄漏风险，并可能提高性能。

make_shared 和直接 new 的区别主要体现在内存分配和异常安全性上，更深层次地影响着程序的性能和稳定性。

为什么推荐使用make_shared？

make_shared 相比于先 new 后 shared_ptr 的方式，最核心的优势在于减少了内存分配的次数。当使用 new 创建对象并传递给 shared_ptr 时，会发生两次内存分配：一次用于对象本身，另一次用于 shared_ptr 的控制块（用于存储引用计数等信息）。make_shared 尝试将这两个分配合并成一个，从而减少了内存分配的开销，也减少了内存碎片。

更重要的是，使用 make_shared 可以提高异常安全性。考虑以下代码：

process(shared_ptr<MyObject>(new MyObject()), function_that_may_throw());

如果 new MyObject() 成功执行，但在 function_that_may_throw() 抛出异常之前，shared_ptr 构造函数尚未执行，那么 new MyObject() 分配的内存将会泄漏。而使用 make_shared 则避免了这个问题，因为对象和控制块是在同一个操作中创建的，要么都成功，要么都不成功。

make_shared的内部机制是怎样的？如何实现内存分配优化？

make_shared 的内部实现通常涉及自定义内存分配器和 placement new。它会分配一块足够大的内存，既能容纳对象本身，也能容纳 shared_ptr 的控制块。然后，使用 placement new 在已分配的内存中构造对象。

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这种做法的关键在于减少了内存分配的次数。标准库的实现通常会使用内存池或者其他优化策略，进一步提高内存分配的效率。例如，可以预先分配一大块内存，然后从中分割出小块来满足 make_shared 的需求，从而减少了系统调用的次数。

使用make_shared有什么缺点或限制？

虽然 make_shared 在大多数情况下都是一个好的选择，但也存在一些缺点。

首先，如果对象非常大，并且生命周期很短，那么 make_shared 可能会导致内存占用增加。这是因为 shared_ptr 的控制块会一直存在，直到所有指向该对象的 shared_ptr 都被销毁。如果对象本身被销毁，但控制块仍然存在，那么这部分内存就无法被释放。

其次，如果对象需要自定义内存分配器，那么 make_shared 可能无法满足需求。make_shared 默认使用标准的 new 和 delete 来分配和释放内存。

最后，如果需要在构造函数中访问 shared_ptr 本身，那么 make_shared 无法直接实现。这时需要使用 enable_shared_from_this。

如何选择make_shared和new？

在大多数情况下，应该优先选择 make_shared，因为它更高效、更安全。只有在少数特殊情况下，例如需要自定义内存分配器、对象非常大且生命周期很短、或者需要在构造函数中访问 shared_ptr 本身时，才应该考虑使用 new。

记住，选择合适的内存管理策略是编写高性能、高可靠性 C++ 代码的关键。

以上就是make_shared和直接new有什么区别 分析内存分配优化的内部机制的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！