RAII的核心思想是将资源或者状态与对象的生命周期绑定,通过C++的语言机制,实现资源和状态的安全管理。理解和使用RAII能使软件设计更清晰,代码更健壮。
资源管理
RAII是C++的发明者Bjarne Stroustrup提出的概念,RAII全称是“Resource Acquisition is Initialization”,直译过来是“资源获取即初始化”,也就是说在构造函数中申请分配资源,在析构函数中释放资源。
#define SCOPEGUARD_LINENAME_CAT(name, line) name##line
#define SCOPEGUARD_LINENAME(name, line) SCOPEGUARD_LINENAME_CAT(name, line)
#define ON_SCOPE_EXIT(callback) ScopeGuard SCOPEGUARD_LINENAME(EXIT, __LINE__)(callback)
class ScopeGuard
{
public:
explicit ScopeGuard(std::function<void()> f) :
handle_exit_scope_(f){};
~ScopeGuard(){ handle_exit_scope_(); }
private:
std::function<void()> handle_exit_scope_;
};
int main()
{
{
A *a = new A();
ON_SCOPE_EXIT([&] {delete a; });
......
}
{
std::ofstream f("test.txt");
ON_SCOPE_EXIT([&] {f.close(); });
......
}
system("pause");
return 0;
}
作者为了使用方便,还定义了根据行号来对ScopeGuard类型对象命名的宏定义。看到了吧,当ScopeGuard对象超出作用域,ScopeGuard的析构函数中会调用handle_exit_scope_函数,也就是lambda表达式中的内容,所以在lamabda表达式中填上资源释放的代码即可,多么简洁、明了。既不需要为每种资源管理单独写对应的管理类,也不需要考虑手动释放出现各种异常情况下的处理,同时资源的申请和释放放在一起去写,永远不会忘记。
状态管理
RAII另一个引申的应用是可以实现安全的状态管理。一个典型的应用就是在线程同步中,使用std::unique_lock或者std::lock_guard对互斥量std:: mutex进行状态管理。通常我们不会写出如下的代码:
std::mutex mutex_;
void function()
{
mutex_.lock();
......
......
mutex_.unlock();
}
因为,在互斥量lock和unlock之间的代码很可能会出现异常,或者有return语句,这样的话,互斥量就不会正确的unlock,会导致线程的死锁。所以正确的方式是使用std::unique_lock或者std::lock_guard对互斥量进行状态管理:
std::mutex mutex_;
void function()
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
......
......
}
在创建std::lock_guard对象的时候,会对std::mutex对象进行lock,当std::lock_guard对象在超出作用域时,会自动std::mutex对象进行解锁,这样的话,就不用担心代码异常造成的线程死锁。