Effective C++(三)内存与资源管理

内存是必须管理的众多资源之一，其他常见的资源还包括文件描述起、互斥锁、图形界面中的字型和笔刷、数据库连接、以及网络sockets。

条款13：以对象管理资源
- 请记住：
  - 为防止资源泄露，请使用RAII对象，它们在构造函数中获得资源并在析构函数中释放资源
  - 两个常被使用的RAII classes分别是tr1::shared_ptr和auto_ptr。前者通常是较佳选择，因为其copy行为比较直观。若选择auto_ptr，复制动作会使它指向null。
- 把资源放进对象内，我们便可倚赖C++的“析构函数自动调用机制”确保资源被释放
```
Investment * createInvestment();
void f()
{
Investment * pInv = createInvestment();
delete pInv;
}
```
```
void f()
{
std::auto_ptr<Investment> pInv(createInvestment());
}
```
- “以对象管理资源”有两个关键的想法：
  - 获得资源后立刻放进管理对象。“以对象管理资源”的观念常被称为“资源取得时机便是初始化时机（Resource Acquisition Is Initialization;RAII）”。每一笔资源都在获得的同时立刻被放进管理对象中。
  - 管理对象运用析构函数确保资源被释放。无论控制流如何离开区块，一旦对象被销毁（例如当对象离开作用域）其析构函数自然会被自动调用，于是资源被释放。如果资源释放动作可能导致抛出异常，事情变得有点棘手。
- 别让多个auto_ptr同时指向同一对象。如果对象会被删除一次以上，则会产生未定义行为。auto_ptr有一个不寻常的性质：若通过copy构造函数或copy assignment操作符复制它们，它们会变成null，而复制所得的指针将取得资源的唯一拥有权！“受auto_ptrs管理的资源必须绝对没有一个以上的auto_ptr同时指向它”，意味auto_ptr并非管理动态分配资源的神兵利器。
- auto_ptr的替代方案是“引用计数型智慧指针”（reference-counting smart pointer;RCSP)。所谓的RCSP也是个智能指针，持续跟踪共有多少对象指向某笔资源，并在无人指向它时自动删除该资源。
- tr1::shared_ptr。tr1::shared_ptr的复制行为“一如预期”
```
void f()
{
std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv1(createInvestment());
std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv2(pInv1);
pInv1 = pInv2;
}
```
- auto_ptr和tr1::shared_ptr两者都在其析构函数内做delete而不是delete[]动作。
条款14：在资源管理类中小心copying行为
- 请记住：
  - 复制RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为
  - 普遍而常见的RAII class copying行为是：抑制copying、施行引用计数法。不过其他行为也都可能被实现
- Mutex的互斥器对象。假设lock和unlock函数：
```
void lock(Mutex *pm);
void unlock(Mutex *pm);
//class Lock
class Lock{
public:
explicit Lock(Mutex *pm):mutexPtr(pm)
{
  lock(mutexPtr);
}
~Lock(){ unlock(mutexPtr); }
private:
Mutex *mutexPtr;
}
//客户对Lock使用
Mutex m;
Lock m1(&m);
```
- 当一个RAII对象被复制，会发生什么事？
  - 禁止复制。根据条款6告诉你：将copying操作声明为private。
  - 对底层资源祭出“引用计数法”。tr1::shared_ptr的缺省行为是“当引用次数为0时删除其所指物”。当我们用上一个Mutex，我们想要做的释放动作是解除锁定而非删除。幸运的是tr1::shared_ptr允许指定所谓的“删除器(deleter)”，那是一个函数或函数对象，当引用次数为0时便被调用（此机能并不存在于auto_ptr+它总是将其指针删除）。删除器将tr1::shared_ptr构造函数而言是可有可无的第二参数。
```
class Lock{
public:
explicit Lock(Mutex *pm) : mutexPtr(pm, unlock)
{
lock(mutexPtr.get());
}
private:
std::tr1::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;
};
```
  - 复制底部资源。
  - 转移底部资源的拥有权。这是auto_ptr的复制意义。
条款15：在资源管理类中提供对原始资源的访问
- 请记住：
  - APIs往往要求访问原始资源，所以每一个RAII class应该提供一个“取得其所管理之资源”的办法
  - 对原始资源的访问可能经由显式转换或隐式转换。一般而言，显式转换比较安全，但隐式转换对客户比较方便。
- 取得原始资源。有显式转换和隐式转换。tr1::shared_ptr和auto_ptr都提供一个get成员函数，用来执行显式转换，也就是它会返回智能指针内部的原始指针（的复件）。int days = daysHeld(pInv.get());就像所有智能指针一样，tr1::shared_ptr和auto_ptr也重载了指针取值操作符，它们允许隐式转换至底部原始指针
条款16：成对使用new和delete时要采取相同形式
- 请记住：如果你在new表达式中使用[]，必须在相应的delete表达式中也使用[]。如果在new表达式中不使用[]，一定不要在相应的delete表达式中使用[]
- 当你使用new动态生成一个对象。有两件事发生。第一，内存被分配出来。第二，针对此内存会有一个构造函数调用。当你使用delete，有两件事发生：针对此内存会有一个析构函数被调用，然后内存才被释放。
- 因为单一对象的内存布局一般而言不同于数组的内存布局。数组的所用内存通常还包括“数组大小”的记录，以便delete知道需要调用多少次析构函数。
- 最好尽量不要对数组形式做typedefs动作。因为C++标准程序库含有string, vector等templates，可将数组的需求降至几乎为零。
条款17：以独立语句将newed对象置入智能指针
- 请记住：以独立语句将newed对象存储于智能指针内。如果不这样做，一旦异常被抛出，有可能导致难以察觉的资源泄露。
- processWidget( std::tr1::shared_ptr<Widget>(new Widget), priority() ); 避免这类问题的办法很简单：使用分离语句，分别写出(1)创建Widget(2)将它置入一个智能指针内，然后再把那个智能指针传给processWidget。
```
std::tr1::shared_ptr<Widget> pw( new Widget );
processWidget( pw, priority() );
```
  因为编译器对于“跨越语句的各项操作”没有重新排列的自由（只有在语句内它才拥有那个自由度）。

Effective C++(三)内存与资源管理

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