C++编程实践——资源耗尽和栈溢出

一、内存问题

在前面的文章中反复分析过内存的相关异常，也提到过资源耗尽（Exhaustion）和栈溢出（Overflow）。不管是前者还是后者，遇到这种情况，对于C++程序来说，基本就只有Crash的结果了。针对这两种情况，本文将对二者进行对比分析。

二、栈溢出

顺道提一嘴，一般来说，堆是堆，栈是栈，但如果直接提“堆栈”，习惯是指栈，但还是要根据上下文进行具体分析。栈溢出，通常是指栈的空间不足，即地方不够大了。栈是由系统来控制管理的，栈的大小都是有限制的。这种限制，在大小上来讲，是非常严格的。正常情况下，都会限制在M级。相对于现在的内存大小，这已经是很小的了。所以，这种小内存在应用中就会非常容易陷入空间不足的境界。常见的导致栈溢出的原因有：

1. 无控制的过深的递归
2. 较大的局部变量如数组或对象等
3. 函数调用堆栈过深（这个和递归调用类似）

常见的栈溢出的实际场景，多见于线程内的递归调用和较大的局部数组。直接的函数调用过深，这种还是比较少见的。

三、资源耗尽

而资源耗尽就是一个更为常见的现象，特别是其中的内存耗尽。如果大家有早期的UI开发的经验，特别是MFC之类的开发经验，早期会常见一些资源耗尽导致的程序问题，比如画笔、HDC等等。其实不光界面会有这种情况，诸如文件句柄、锁、IO等等。
导致资源耗尽的的原因主要有：

1. 超限制的分配，如不受控的循环、递归等导致的资源分配耗尽
2. 资源泄露，特别是在长时间运行的程序中，不断的释放但未回收，极易导致资源耗尽
3. 资源的不匹配，比如内存碎片过多，虽然有内存，但无法分配大于碎片大小的内存

四、应对的方法

对于上述问题的应对之法，其实在C++中还是有相对成熟的方法，
对栈溢出常用的方法有：

1. 严格限定递归或循环的终止条件
2. 严格控制栈上变量分配的大小
3. 严格进行代码走查并借用相关工具进行分析
   对资源耗尽常用的方法有：
4. 使用智能指针来处理大多数的内存泄露的问题，当然也要防备其中的一些特殊情况，如循环引用的问题
5. 使用RAII，自动处理资源的控制
6. 使用资源池，并设置限定阀值，防止出现意外情况，如内存池、线程池等
7. 在编码级别进行代码走查并借助相关工具进行分析，如内存常见的cppcheck等

五、总结

基础的问题是一种沉默的问题，它可能不会怎么影响大多数的代码开发，但真到了见直章时，关键的细节把控往往是解决问题的“封喉”一剑。所以，对技术的学习和提高需要开发者把基础打牢，特别是大梁一定要坚固无比。这才是可以构建更高楼层的方法。