C++?重載運算符在HotSpot?VM中的應(yīng)用小結(jié)

更新時間：2023年09月22日 11:48:29 作者：鳩摩（馬智）

C++支持運算符重載，對于Java開發(fā)者來說，這個可能比較陌生一些，因為Java不支持運算符重載，下面介紹一下HotSpot?VM中的運算符重載，感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

1、內(nèi)存分配與釋放

在C++中可以通過new運算符創(chuàng)建一個C++的類實例，這個操作實際上上包含了如下3個步驟：

調(diào)用operator new的標準庫函數(shù)。此函數(shù)會分配一塊內(nèi)存空間以便函存儲相應(yīng)類型的實例。
調(diào)用相應(yīng)類的構(gòu)造函數(shù)
返回一個指向該對象的指針

同樣，可以delete運算符釋放對應(yīng)的內(nèi)存，實際執(zhí)行如下2個步驟：

調(diào)用相應(yīng)類的析構(gòu)函數(shù)
調(diào)用operator delete標準庫函數(shù)釋放內(nèi)存。

由于C++沒有Java的GC托管技術(shù)，所以分配出來的內(nèi)存時刻要惦記著釋放，這是一件非常不容易的事情。通常的做法是，內(nèi)存申請和釋放集中到一個地方管理，所以才會有Metaspace或Arena這些相對復(fù)雜一些的內(nèi)存管理機制。

有了我們自己設(shè)計的內(nèi)存管理機制后，就可以重載new運算符，讓實例從特定的內(nèi)存空間中申請和釋放內(nèi)存了，例如HotSpot VM在Klass類中重載了new運算符：

void* Klass::operator new(size_t size, ClassLoaderData* loader_data, size_t word_size, TRAPS) throw() {
  // 在元數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存空間
  void* x = Metaspace::allocate( 
				 loader_data,
				 word_size,
				 false,   /*read_only*/
				 MetaspaceObj::ClassType,
				 CHECK_NULL
			 );
  return x;
}

在使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建Klass或子類的實例時，都會調(diào)用Metaspace::allocate()函數(shù)從元數(shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存；在Klass類中，我們沒有看到重載delete運算符，因為刪除一個類并沒有那么簡單，需要借助GC來完成。元數(shù)據(jù)區(qū)具體管理內(nèi)存的辦法，以及分配和釋放的邏輯可參看《深入剖析Java虛擬機：源碼剖析與實例詳解》中的8.2節(jié)。
在HotSpot VM中重載new和delete運算符的地方非常多，不過oop并不是這樣做的，這應(yīng)該是考慮到它相對復(fù)雜的內(nèi)存分配邏輯和初始化過程吧。

2、句柄

關(guān)于句柄，可以參考 http://m.fzitv.net/article/141842.htm 。句柄要間接操作實例，讓GC能夠集中掃描到棧中引用到的Java對象。
句柄的相關(guān)定義如下：

class Handle {
private:
    oop *_handle; // oop的類型為oopDesc*
protected:
    oop obj() const {
        return _handle == NULL ? (oop) NULL : *_handle;
    }
    oop non_null_obj() const {
        return *_handle;
    }
public:
    // 重載了()、->和==運算符
    oop operator()() const { return obj(); }
    oop operator->() const { return non_null_obj(); }
    bool operator==(oop o) const { return obj() == o; }
    bool operator==(const Handle &h) const { return obj() == h.obj(); }
};

句柄中重載了()、->和==運算符，我們可以這樣操作：

oop obj1 = ...;
// 將對象封裝為句柄
Handle h1(obj1); 
// 獲取被封裝的對象，會調(diào)用到operator()()函數(shù)，這個函數(shù)返回*_handle
oop obj2 = h1();
// 直接調(diào)用oop中定義的相關(guān)函數(shù)，會調(diào)用到operator->()函數(shù)，
// 在這個函數(shù)中獲取_handle值后調(diào)用_handle->print()函數(shù) 
h1->print();

這大大簡化了相關(guān)操作的簡潔性，操作句柄就感覺和操作oop是一樣的效果

到此這篇關(guān)于C++ 重載運算符在HotSpot VM中的應(yīng)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 重載運算符內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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