Книга: Системное программирование в среде Windows

Управление памятью кучи

Для получения блока памяти из кучи следует указать дескриптор области памяти кучи, размер блока и некоторые флаги. 

hHeap — дескриптор кучи, из которой должен быть распределен блок памяти. Этот дескриптор должен быть предоставлен либо функцией GetProcessHeap, либо функцией HeapCreate.

dwFlags — может объединять следующие флаги:

• HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS и HEAP_NO_SERIALIZE: эти флаги имеют тот же смысл, что и в случае функции HeapCreate. Первый флаг игнорируется, если он был установлен функцией кучи HeapCreate, но активизирует исключения для каждого отдельного вызова функции НеарАllос, даже если функцией HeapCreate флаг HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS и не был задан. При распределении памяти из кучи процесса второй флаг использовать не следует.

• HEAP_ZERO_MEMORY: этот флаг указывает, что распределенная память будет инициализирована значениями 0; если этот флаг не установлен, содержимое памяти является неопределенным.

dwBytes — размер блока памяти, который должен быть распределен. Для нерастущих куч значение этого параметра не должно превышать 0x7FFF8 (приблизительно 0,5 Мбайт). 

Для освобождения блока памяти, распределенного из кучи достаточно вызвать следующую функцию: 

dwFlags — значениями этого параметра должны быть 0 или HEAP_NO_SERIALIZE. Значением параметра lpMem должно быть значение, возвращенное функциями HeapAlloc или HeapReAlloc (описана ниже), а дескриптор hHeap должен быть дескриптором кучи, которой принадлежит освобождаемый блок памяти, указываемый lpMem.

Для повторного распределения блоков памяти с целью изменения их размера используется следующая функция: 

• HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS и HEAP_NO_SERIALIZE: это те же флаги, которые были описаны при рассмотрении функции HeapAlloc.

• HEAP_ZERO_MEMORY: нулями инициализируется лишь вновь распределенная память (когда значение параметра dwBytes превышает первоначальный размер блока). Содержимое исходного блока не изменяется.

• HEAP_REALLOC_IN_PLACE_ONLY: установка этого флага запрещает перемещение блока при перераспределении памяти. Если вы увеличиваете размер блока, адреса добавляемой памяти будут располагаться непосредственно вслед за адресами памяти, занимаемой существующим блоком.

lpMem — указывает на блок памяти, перераспределяемый из кучи hHeap. 

dwBytes — размер нового блока памяти, который может быть как меньше, так и больше размера существующего блока.

Обычно возвращенный указатель имеет то же значение, что и указатель lpMem. В то же время, если блок перемещается (чтобы такое перемещение было разрешено, следует при вызове функции опустить флаг HEAP_REALLOC_IN_PLACE_ONLY), то возвращенное значение будет другим. Следите за своевременным изменением любых ссылок на блок. Независимо от того, перемещается блок или не перемещается, содержащиеся в нем данные остаются неизменными; в то же время, при уменьшении блока часть данных может теряться.

Размер распределенного блока памяти можно определить, вызвав функцию HeapSize (эту функцию следовало бы назвать BlockSize, поскольку о размере кучи она ничего не сообщает), используя в качестве параметров дескриптор кучи и указатель на блок. 

При вызове функций HeapCreate, HeapAlloc и HeapReAlloc можно указывать флаг HEAP_NO_SERIALIZE. Использование этого флага иногда обеспечивает незначительный выигрыш в производительности, поскольку во время обращения функции к куче взаимоисключающая блокировка к потокам в этом случае применяться не будет. Результаты простых тестов, в которых не делалось ничего, кроме распределения блоков памяти, показали повышение производительности примерно на 16 процентов. Этот флаг без какого бы то ни было риска можно использовать в следующих ситуациях:

• Программа не использует потоки (глава 7), или, точнее, процесс (глава 6) имеет только один поток. В данной главе этот флаг используется во всех примерах.

• Каждый поток имеет собственную кучу или набор куч, и никакой другой поток не имеет доступа к этой куче.

• Программа располагает собственным механизмом взаимоисключающей блокировки, который предотвращает одновременный доступ к куче сразу нескольких потоков, использующих функции HeapAlloc и HeapAlloc. Для этой цели также могут применяться функции HeapLock и HeapUnlock. 

Разрешение исключений вместо возврата значений NULL в случае сбоев при распределении памяти позволяет избавиться от утомительной необходимости тестирования результатов каждой попытки такого распределения. К тому же, обработчики исключений или завершения могут производить очистку памяти, которая к этому моменту была частично распределена. Эта методика применена в нескольких примерах.

Возможны два кода исключения:

1. STATUS_NO_MEMORY: это значение указывает на то, что системе не удалось создать блок запрошенного объема. Причинами этого могут быть фрагментация памяти, достижение нерастущей кучей максимально допустимого размера или исчерпание всей доступной памяти растущими кучами.

2. STATUS_ACCESS_VIOLATION: это значение указывает на повреждение кучи.

Одной из возможных причин этого может быть выполнение программой записи в память с выходом за границы распределенного блока.

Оглавление книги