RAII

RAII,完整的英文是 Resource Acquisition Is Initialization,是 C++ 所特有的资源管理方式,也是一种思维方式,这是和其它语言很大差异的一点

RAII 依托栈和析构函数,来对所有的资源——包括堆内存在内——进行管理,以避免内存泄漏。

RAII的做法是使用一个对象,在其构造时获取对应的资源,在对象生命期内控制对资源的访问,使之始终保持有效,最后在对象析构的时候,释放构造时获取的资源。

简单地说,就是把资源的使用限制在对象的生命周期之中,自动释放。

一、智能指针

智能指针,就是一种RAII机制的具体使用。复用临时变量被回收时,会调用析构函数,在析构函数回收智能指针所管理的原指针,代码很优雅,而且确保能得到执行。

class smart_ptr{
private:
int* m_count;
T* m_ptr;
public:
smart_ptr():m_ptr(nullptr), m_count(nullptr){};
smart_ptr(T* ptr):m_ptr(ptr){
    m_count = new int(1);
};
~smart_ptr() {
    (*m_count)--;
    cout << "smart ptr delete count = " << *m_count << endl;
    if ((*m_count) == 0) {
        delete m_ptr;
        delete m_count;
    }
};
smart_ptr(smart_ptr& ptr): m_ptr(ptr.m_ptr), m_count(ptr.m_count) {
    cout << " run copy " << endl;
    (*m_count)++;
}

smart_ptr& operator=(smart_ptr& ptr){
    cout << " run = " << endl;
    m_ptr = ptr.m_ptr;
    if (m_count != nullptr) {
        delete m_count;
    }
    m_count = ptr.m_count;
    (*m_count)++;
    return *this;
}

int getCount(){return (*m_count);};

T& operator*(){
    return *m_ptr;
}
T* operator->(){
    return m_ptr;
}
};

二、锁

多线程加锁时,我们一般会这么做。可能c++新手看这份代码,觉得只加锁而没有释放锁,其实锁已经被释放了,因为锁在lock_guard的析构函数中释放了,像上边的智能指针一样。

std::mutex mtx;

void some_func()
{
  std::lock_guard<std::mutex> guard(mtx);
  // 做需要同步的工作
}

有了lock_guard类,我们就不用这么来写代码了:

void some_func(){ mtx.lock(); 
// 做需要同步的工作…… 
// 如果发生异常或提前返回,
// 下面这句不会自动执行。
 mtx.unlock();}

使用RAII好处

我们在编程使用系统资源时,都必须遵循一个步骤:

  • 申请资源;
  • 使用资源;
  • 释放资源。

第一步和第三步缺一不可,因为资源必须要申请才能使用的,使用完成以后,必须要释放,如果不释放的话,就会造成资源泄漏。

但是如果程序很复杂的时候,需要为所有的new 分配的内存delete掉,导致极度臃肿,效率下降,更可怕的是,程序的可理解性和可维护性明显降低了,当操作增多时,处理资源释放的代码就会越来越多,越来越乱。如果某一个操作发生了异常而导致释放资源的语句没有被调用,怎么办?这个时候,RAII机制就可以派上用场了。

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