C++(六): RAII机制(资源获取初始化)

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一、RAII介绍与实例

RAII机制,即Resource Acquisition Is Initialization(资源获取初始化）是C++中重要的一种机制，也是C++程序员必须要掌握的基本功之一，其涉及到在类的构造中申请资源，然后使用资源，最后在析构函数中释放资源。

资源指的是诸如内存，文件描述符，socket以及数据库连接等，在程序中申请完了这些资源后利用完之后必须要归还给系统。 一种方式是通过new操作符在堆中创建对象，那么就需要程序员手动delete对象，如果程序因为某些错误而无法delete对象，则有可能对系统造成未定义的行为，内存等部分资源就会永久丢失。

比如，下图是一个未使用RAII的操作:

std::mutex m;
void bad()
{
m.lock();
f(); //如果f爆出异常，那么互斥信号量m永远不会被释放
if(!everything_ok())return; //如果这里直接返回了，互斥信号量m也永远不会被释放
m.unlock();
}

我们可以看到，上述程序中无论哪一步操作失败都要自己释放资源，如果使用了RAII则不需要自己关闭文件，而是在离开函数的时候，会自动释放文件描述符。

下例是一个使用RAII机制的代码示例:

void good()
{
std::lock_guard<std::mutex> lk(m); //RAII类: 互斥体的请求即是初始化
f();
if(!everything_ok())return; //提前返回，互斥体被释放
}

RAII的总结如下：

1. 将每一个资源封装到一个类中
2. 这个类中的构造函数请求资源，并建立所有类不变式，或者在它无法完成的时候抛出异常。
3. 析构函数释放资源并且绝不抛出异常
4. 始终经由RAII类的实例使用满足要求的资源，该资源自身拥有自动存储期或者临时生存期，或者具有和自动或临时对象的生存期绑定的生存期。

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