Windows для профессионалов

Создание дополнительной кучи


Дополнительные кучи в процессе создаются вызовом HeapCreate

HANDLE HeapCreate( DWORD fdwOptions, SIZE_T dwInitialSize, SIZE_T dwMaximumSize);

Параметр fdwOptions модифицирует способ выполнения операций над кучей. В нем можно указать 0, HEAP_NO_SERIALIZE, HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS или комбинацию последних двух флагов.

По умолчанию действует принцип последовательного доступа к куче, что позволяет не опасаться одновременного обращения к ней сразу нескольких потоков. При попытке выделения из кучи блока памяти функция HeapAlloc (ее параметры мы обсудим чуть позже) делает следующее:

  • Просматривает связанный список выделенных и свободных блоков памяти.
  • Находит адрес свободного блока.
  • Выделяет новый блок, помечая свободный как занятый.
  • Добавляет новый элемент в связанный список блоков памяти.

    • Флаг HEAP_NO_SERIALIZE использовать не следует, и вот почему. Допустим, два потока одновременно пытаются выделить блоки памяти из одной кучи. Первый поток выполняет операции по пп 1 и 2 и получает адрес свободного блокз памяти. Но только он соберется перейти к третьему этапу, как его вытеснит второй поток и тоже выполнит операции по пп. 1 и 2. Поскольку первый поток не успел дойти до этапа 3, второй поток обнаружит тот же свободный блок памяти.

    Итак, оба потока считают, что они нашли свободный блок памяти в куче. Поэтому поток 1 обновляет связанный список, помечая новый блок как занятый. После этого и поток 2 обновляет связанный список, помечая тот же блок как занятый. Ни один из потоков пока ничего не подозревает, хотя оба получили адреса, указывающие на один и тот же блок памяти.

    Ошибку такого рода обнаружить очень трудно, поскольку она проявляется не сразу. Но в конце концов сбой произойдет и, будьте уверены, это случится в самый не подходящий момент, Вот какие проблемы это может вызвать.

  • Повреждение связанного списка блоков памяти. Эта проблема не проявится до попытки выделения или освобождения блока.

  • Оба потока делят один и тот же блок памяти. Оба записывают в него свою информацию Когда поток 1 начнет просматривать содержимое блока, он не поймет данные, записанные потоком 2.


  • Один из потоков, закончив работу с блоком, освобождает его, и это приводит к тому, что другой поток записывает данные в невыделенную память Происходит повреждение кучи.


    • Решение этих проблем — предоставить одному из потоков монопольный доступ к куче и ее связанному списку (пока он не закончит все необходимые операции с кучей). Именно так и происходит в отсутствие флага HEAP_NO_SERIALIZE. Этот флаг можно использовать без опаски только при выполнении следующих условий'

  • в процессе существует лишь один поток;

  • в процессе несколько потоков, но с кучей работает лишь один из них;

  • в процессе несколько потоков, но он сам регулирует доступ потоков к кучс, применяя различные формы взаимоисключения, например критические сек ции, объекты-мьютексы или семафоры (см. главы 8 и 9).


    • Если Вы не уверены, нужен ли Вам флаг HEAP_NO_SERIALIZE, лучше не пользуйтесь им. В его отсутствие скорость работы многопоточной программы может чуть снизиться из-за задержек при вызовах функций, управляющих кучами, но зато Вы избежите риска повреждения кучи и ее данных.

    Другой флаг, HEAP_GENERATE_EXCEPTIONS, заставляет систему генерировать исключение при любом провале попытки выделения блока в куче Исключение (см. гла вы 23, 24 и 25) — еще один способ уведомления программы об ошибке. Иногда приложение удобнее разрабатывать, полагаясь на перехват исключений, а не на проверку значений, возвращаемых функциями.

    Второй параметр функции HeapCreate — dwlnilialSize - определяет количество байтов, первоначально передаваемых куче. При необходимости функция округляет это значение до ближайшей большей величины, кратной размеру страниц. И после дний параметр, clwMaximumSize, указывает максимальный объем, до которого может расширяться куча (предельный объем адресного пространства, резервируемого под кучу). Если он больше 0, Вы создадите кучу именно такого размера и не сможете его увеличить. А если этот параметр равен 0, система резервирует регион и, если надо, расширяет его до максимально возможного объема. При успешном создании кучи HeapCreate возвращает описатель, идентифицирующий новую кучу.Он используется и другими функциями, работающими с кучами.


    Содержание раздела