如何使用 HeapCreate/HeapAlloc 分配类？

Question

如何在 Delphi 中使用 HeapCreate 和 HeapAlloc 分配类？下面的例子只会崩溃。

program Project2;

uses
  System.SysUtils,
  System.Classes,
  Winapi.Windows;

var
  SL: TStringList;
  Handle: THandle;
  P: ^TStringList;
begin
  Handle := HeapCreate(0, SizeOf(TStringList), SizeOf(TStringList));
  P := HeapAlloc(Handle, 0, SizeOf(TStringList));
  P.Add('some random string'); // crash

  HeapFree(Handle, 0, @P);
end.

Answer 1

Delphi 仅提供了有限的工具来从主内存管理器以外的任何地方分配对象。为此，您需要覆盖类的NewInstance 方法。这是构造函数调用来分配类的新实例的方法。销毁对应方是FreeInstance。

覆盖这些方法并调用HeapAlloc 和HeapFree。不过，SizeOf 并未给出要分配的字节数。 SizeOf 告诉您对象引用 的大小，它始终是SizeOf(Pointer)。您需要 instance 的大小，它由类的 InstanceSize 方法给出。

虽然您可以重写方法以使用您选择的内存分配策略，但您可能不会对结果感到满意，因为存在一些问题：

1. NewInstance 方法不接受任何参数，因此您无法告诉类从哪个 堆分配。您可以有一个全局堆，或者每个类有一个堆，但您不能选择为每个实例单独使用哪个堆。

2. NewInstance 方法由给定类的所有实例共享，因此无法在您的特殊堆上仅分配 一些 实例并从默认内存管理器分配其余实例.这主要是上一个问题的另一种表述方式。

3. 您不能将其改装到现有的类中，因此您可以分配TMyStringList，但不能分配TStringList。 （嗯，你可以，但它需要修补每个类的 VMT，这通常不推荐。）

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您尝试的代码存在一些问题。首先是您实际上从未分配过TStringList。您分配了一个 指针 到一个，正如我上面提到的，它是 SizeOf(Pointer) 字节。这没有足够的内存来保存 TStringList 实例。

您根本不需要^TStringList。您可以将分配的内存直接分配给TStringList 变量SL：

SL := HealAlloc(Handle, 0, TStringList.InstanceSize);

注意我是如何调整大小的。

但这还不够，因为虽然它分配了一些内存，但它还没有构造对象。你需要调用构造函数。

SL.Create;

请注意，构造函数将分配更多内存来保存字符串列表，并分配更多内存来保存字符串内容。这些内存分配不会在堆上进行。他们会像往常一样转到默认内存管理器。

销毁对象将是另一个问题。您需要调用析构函数来释放字符串，但如果这样做，析构函数也会尝试释放对象的内存。它将使用默认内存管理器来释放它，但由于您没有使用默认内存管理器来分配TStringList 对象，内存管理器将抛出EInvalidPointer 异常。

Delphi 无法在不释放相关内存的情况下销毁对象。也就是说，你不能在不调用FreeInstance的情况下调用Destroy，但TStringList.FreeInstance会调用FreeMem，而不是HeapFree。

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我建议您从当前的任务中退后一步，重新审视您打算解决的问题，并考虑为某些对象建立一个单独的堆。可能会有更好的解决方案，而不需要花费太多精力来对抗您的工具的设计目标。