C++之RAII技术解析

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1.什么是RAII 技术？

我们在$C++$中经常使用$new$申请了内存空间，但是却也经常忘记$delete$回收申请的空间，容易造成内存溢出，于是$RAII$技术就诞生了，来解决这样的问题。$RAII$（$Resource$ $Acquisition$ $Is$ $Initialization$）机制是$Bjarne$ $Stroustrup$首先提出的，是一种利用对象生命周期来控制程序资源（如内存、文件句柄、网络连接、互斥量等等）的简单技术。 我们知道在函数内部的一些成员是放置在栈空间上的，当函数返回时，这些栈上的局部变量就会立即释放空间，于是$Bjarne$ $Stroustrup$就想到确保能运行资源释放代码的地方就是在这个程序段（栈）中放置的对象的析构函数了，因为$stack$ $winding$会保证它们的析构函数都会被执行。$RAII$就利用了栈里面的变量的这一特点。$RAII$ 的一般做法是这样的：在对象构造时获取资源，接着控制对资源的访问使之在对象的生命周期内始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源。借此，我们实际上把管理一份资源的责任托管给了一个存放在栈空间上的局部对象。
这种做法有两大好处：

• (1)不需要显式地释放资源。
• (2)采用这种方式，对象所需的资源在其生命期内始终保持有效。

2.实战应用

2.1一个简单的例子：指针申请空间，释放空间

void Func()
{
	int *ip = new int[10];
  	...//operations
	...//operations
  	...//operations
  	delete[] ip;//if not free mem, memory overflow
}

使用$RAII$技术后：

template<class PointerType>
class My_Pointer
{
public:
	My_Pointer(PointerType* _ptr, size_t sz)
   	{
		_ptr = new PointerType[sz];
		m_ptr = _ptr;
   	}
   	~My_Pointer()
   	{
		delete []m_ptr;
   	}
protected:
   	PointerType    m_ptr;
};

2.2 scope lock (局部锁技术)

在很多时候，为了实现多线程之间的数据同步，我们会使用到 $mutex$,$critical$ $section$,$event$,$singal$ 等技术。但在使用过程中，由于各种原因，有时候，我们会遇到一个问题：由于忘记释放（$Unlock$）锁，产生死锁现象。
采用$RAII$ 就可以很好的解决这个问题,使用着不必担心释放锁的问题. 示例代码如下:
$My$_ $scope$_ $lock$ 为实现 局部锁的模板类.
$LockType$ 抽象代表具体的锁类 .如基于 $mutex$ 实现 $mute{x}_{l}ock$ 类.

template<class LockType>
class My_scope_lock
{
public:
    My_scope_lock(LockType& _lock):m_lock(_lock)
    { 
         m_lock.occupy();
    }
    ~My_scope_lock()
    {
        m_lock.relase();
    }
protected:
    LockType    m_lock;
};

使用的时候：

//global vars
int counter = 0;
void routine();
mutex_lock  m_mutex_lock;
 
void routine()
{
    My_scope_lock l_lock(m_mutex_lock);
    counter++;
    ...//others...
}

我们可以根据上面的例子类推出好多这样例子。如读写文件的时候很容易忘记关闭文件，如果借用 $RAII$技术,就可以规避这种错误。再如对数据库的访问，忘记断开数据库连接等等都可以借助$RAII$ 技术也解决。

参考文章：

一个RAII工厂实现
RAII局部锁技术
RAII文件操作