面试题：C++自定义内存分配策略下malloc和new失败处理的优化设计

检测失败
- 在使用malloc时，检查其返回值。如果malloc返回nullptr，则表示内存分配失败。例如：

void* ptr = std::malloc(size);
if (ptr == nullptr) {
    // 处理内存分配失败
}

- 对于`new`表达式，使用`try - catch`块捕获`std::bad_alloc`异常来检测内存分配失败。例如：

try {
    auto obj = new MyClass();
} catch (const std::bad_alloc& e) {
    // 处理内存分配失败
}

恢复或重新尝试分配
- 简单重试：在失败后，可以尝试有限次数的重新分配。例如，对于malloc：

int retryCount = 3;
void* ptr = nullptr;
while (retryCount > 0) {
    ptr = std::malloc(size);
    if (ptr != nullptr) {
        break;
    }
    --retryCount;
    // 可以添加一些短暂的延迟，避免短时间内频繁重试
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}
if (ptr == nullptr) {
    // 多次重试仍失败，进行错误处理
}

- **内存碎片整理**：可以实现一个简单的内存碎片整理机制，例如在堆内存中移动已分配的块，以合并相邻的空闲块，增加可用内存空间。不过，这需要维护一个内存块的链表或其他数据结构来跟踪已分配和空闲的块。
- **释放部分内存**：如果项目中有一些可释放的临时或缓存内存，可以在分配失败时释放这些内存，然后重新尝试分配。例如，维护一个缓存对象池，当内存分配失败时，释放池中的对象，回收内存。

3. 与项目整体架构整合 - 封装内存分配函数：将自定义的内存分配逻辑封装成函数，如MyMalloc和MyNew，这样项目中所有的内存分配都通过这些自定义函数进行，便于统一管理和错误处理。例如：

void* MyMalloc(size_t size) {
    // 自定义的内存分配逻辑，包括检测失败和重试
    int retryCount = 3;
    void* ptr = nullptr;
    while (retryCount > 0) {
        ptr = std::malloc(size);
        if (ptr != nullptr) {
            break;
        }
        --retryCount;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    }
    if (ptr == nullptr) {
        // 处理多次重试失败
        // 可以记录日志、触发全局错误处理机制等
    }
    return ptr;
}

template <typename T>
T* MyNew() {
    try {
        return new T();
    } catch (const std::bad_alloc& e) {
        // 处理内存分配失败
        // 可以重试，也可以进行其他错误处理
        return nullptr;
    }
}

- **错误处理策略与全局机制**：将内存分配失败的错误处理与项目的全局错误处理机制整合。例如，在内存分配失败时，记录详细的日志信息，包括失败的位置、尝试分配的大小等。同时，可以触发全局的错误回调函数，通知上层应用进行相应处理，如显示错误信息给用户或进行系统的优雅关闭。
- **内存管理与资源管理**：如果项目使用了RAII（Resource Acquisition Is Initialization）机制来管理资源，确保自定义的内存分配策略与RAII机制兼容。例如，在自定义的`MyNew`函数中返回的指针可以直接用于初始化智能指针，这样在对象生命周期结束时，智能指针会自动调用自定义的释放函数（如果有）来释放内存。

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