android jni malloc和free的使用

释放双眼,带上耳机,听听看~!

今天,简单讲讲android在jni如何使用malloc和free进行内存的分配和释放。

这个其实也是C++相关的知识,不过jni需要用到,所以这里记录一下。

一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法:

1、函数原型及说明:

void *malloc(long NumBytes):该函数分配了NumBytes个字节,并返回了指向这块内存的指针。如果分配失败,则返回一个空指针(NULL)。

关于分配失败的原因,应该有多种,比如说空间不足就是一种。

void free(void *FirstByte):
该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统,也就是释放了这块内存,让它重新得到自由。

 

2、函数的用法:

其实这两个函数用起来倒不是很难,也就是malloc()之后觉得用够了就甩了它把它给free()了,举个简单例子:

程序代码:

   char *Ptr = NULL;
        Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
        if (NULL == Ptr)
     {
          exit (1);
    }
        gets(Ptr);

        // code...
        free(Ptr);
        Ptr = NULL;

 

就是这样!当然,具体情况要具体分析以及具体解决。比如说,你定义了一个指针,在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针,那么也许释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。

 

3、关于函数使用需要注意的一些地方:

A、申请了内存空间后,必须检查是否分配成功。

B、当不需要再使用申请的内存时,记得释放;释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL,防止程序后面不小心使用了它。

C、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露;如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次,如果释放两次及两次以上会

出现错误(释放空指针例外,释放空指针其实也等于啥也没做,所以释放空指针释放多少次都没有问题)。

D、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换,因为这样可以躲过一些编译器的检查。

 

 

二、malloc()到底从哪里得来了内存空间:

1、malloc()到底从哪里得到了内存空间?答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时,就会遍历该链表,然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后就将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。关于堆的知识呢可以查询数据结构方面的知识或查询以前的一篇帖子C/C++堆、栈及静态数据区详解[转载]。这里不过多介绍。

2、在使用malloc()分配内存空间后,一定要记得释放内存空间,否则就会出现内存泄漏。

 

3、free()到底释放了什么

free()释放的是指针指向的内存!注意!释放的是内存,不是指针!指针并没有被释放,指针仍然指向原来的存储空间。指针是一个变量,只有程序结束时才被销毁。释放了内存空间后,原来指向这块空间的指针还是存在!只不过现在指针指向的内容的垃圾,是未定义的,所以说是垃圾。因此,释放内存后把指针指向NULL,防止指针在后面不小心又被解引用了。

 

 

三、malloc()以及free()的机制:

事实上,仔细看一下free()的函数原型,也许也会发现似乎很神奇,free()函数非常简单,只有一个参数,只要把指向申请空间的指针传递给free()中的参数就可以完成释放工作!这里要追踪到malloc()的申请问题了。申请的时候实际上占用的内存要比申请的大。因为超出的空间是用来记录对这块内存的管理信息。

大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些,额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度,指向下一个分配块的指针等等。这就意味着如果写过一个已分配区的尾端,则会改写后一块的管理信息。这种类型的错误是灾难性的,但是因为这种错误不会很快就暴露出来,所以也就很难发现。将指向分配块的指针向后移动也可能会改写本块的管理信息。

 

 

四、malloc与new的不同点

从函数声明上可以看出。malloc 和 new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针,并且可以自动计算所需要大小。比如:

int *p;

p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针),分配大小为 sizeof(int);

或:

int* parr;

parr = new int [100]; //返回类型为 int* 类型(整数型指针),分配大小为 sizeof(int) * 100;

而 malloc 则必须由我们计算要字节数,并且在返回后强行转换为实际类型的指针。

int* p;

p = (int *) malloc (sizeof(int));

第一、malloc 函数返回的是 void * 类型,如果你写成:p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译,报错:“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。所以必须通过 (int *) 来将强制转换。

第二、函数的实参为 sizeof(int) ,用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成:

int* p = (int *) malloc (1);

代码也能通过编译,但事实上只分配了1个字节大小的内存空间,当你往里头存入一个整数,就会有3个字节无家可归,而直接“住进邻居家”!造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。

malloc 也可以达到 new [] 的效果,申请出一段连续的内存,方法无非是指定你所需要内存大小。

比如想分配100个int类型的空间:

int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。

另外有一点不能直接看出的区别是,malloc 只管分配内存,并不能对所得的内存进行初始化,所以得到的一片新内存中,其值将是随机的。

除了分配及最后释放的方法不一样以外,通过malloc或new得到指针,在其它操作上保持一致。

 

 总结:

malloc()函数其实就在内存中找一片指定大小的空间,然后将这个空间的首地址范围给一个指针变量,这里的指针变量可以是一个单独的指针,也可以是一个数组的首地址,这要看malloc()函数中参数size的具体内容。我们这里malloc分配的内存空间在逻辑上连续的,而在物理上可以连续也可以不连续。对于我们程序员来说,我们关注的是逻辑上的连续,因为操作系统会帮我们安排内存分配,所以我们使用起来就可以当做是连续的。

 

这里简单说一下,malloc和free与new/delete的功能相似,不过malloc只管分配内存空间,并不能对分配的空间进行初始化,所以申请到的内存中的值是随机的,经常会使用memset()进行置0操作后再使用。 new会自动进行内存的初始化。

 

android jni malloc和free的使用就讲完了。

 

就这么简单。

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