RAII机制介绍

RAII机制介绍

RAII全程为Resource Acquisition Is Initialization（资源获取即初始化），RAII是C++语法体系中的一种常用的合理管理资源避免出现内存泄漏的常用方法。以对象管理资源，利用的就是C++构造的对象最终会被对象的析构函数销毁的原则。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。

使用RAII机制的原因

RAII是合理管理资源避免出现内存泄漏的常用方法。那么所谓的资源是如何进行定义的呢？在计算机系统中，资源是数量有限且对系统正常运行具有一定作用的元素。比如：网络套接字、互斥锁、文件句柄和内存等等，它们属于系统资源。由于系统的资源是有限的，就好比自然界的石油，铁矿一样，不是取之不尽，用之不竭的，所以，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

如果在申请和使用资源后未进行资源的释放，此时就造成了资源的泄漏。资源使用后必须要将其释放。
简单举例：

#include  
using namespace std; 

int main() 
{ 
    int *arr = new int [10]; 
    // Here, you can use the array 
    delete [] arr; 
    arr = nullptr ; 
    return 0; 

上述的的申请、使用、释放资源的程序较为简单，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。

使用RAII机制的优点

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

RAII机制的使用方法

由于系统的资源不具有自动释放的功能，而C++中的类具有自动调用析构函数的功能。如果把资源用类进行封装起来，对资源操作都封装在类的内部，在析构函数中进行释放资源。当定义的局部变量的生命结束时，它的析构函数就会自动的被调用，如此，就不用程序员显示的去调用释放资源的操作了。
使用RAII机制的代码示例

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

CRITICAL_SECTION cs;
int gGlobal = 0;

class MyLock
{
public:
    MyLock()
    {
        EnterCriticalSection(&cs);
    }

    ~MyLock()
    {
        LeaveCriticalSection(&cs);
    }

private:
    MyLock( const MyLock &);
    MyLock operator =(const MyLock &);
};

void DoComplex(MyLock &lock )
{
}

unsigned int __stdcall ThreadFun(PVOID pv) 
{
    MyLock lock;
    int *para = (int *) pv;

    // I need the lock to do some complex thing
    DoComplex(lock);

    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        ++gGlobal;
        cout<< "Thread " <<*para<<endl;
        cout<<gGlobal<<endl;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    InitializeCriticalSection(&cs);

    int thread1, thread2;
    thread1 = 1;
    thread2 = 2;

    HANDLE handle[2];
    handle[0] = ( HANDLE )_beginthreadex(NULL , 0, ThreadFun, ( void *)&thread1, 0, NULL );
    handle[1] = ( HANDLE )_beginthreadex(NULL , 0, ThreadFun, ( void *)&thread2, 0, NULL );
    WaitForMultipleObjects(2, handle, TRUE , INFINITE );
    return 0;
}

这个例子可以说是实际项目的一个模型，当多个进程访问临界变量时，为了不出现错误的情况，需要对临界变量进行加锁；上面的例子就是使用的Windows的临界区域实现的加锁。但是，在使用CRITICAL_SECTION时，EnterCriticalSection和LeaveCriticalSection必须成对使用，很多时候，经常会忘了调用LeaveCriticalSection，此时就会发生死锁的现象。当我将对CRITICAL_SECTION的访问封装到MyLock类中时，之后，我只需要定义一个MyLock变量，而不必手动的去显示调用LeaveCriticalSection函数。

RAII总结

RAII机制保证了异常安全，并且也为程序员在编写动态分配内存的程序时提供了安全保证。但它也存在一些缺点，缺点就是有些操作可能会抛出异常，如果放在析构函数中进行则不能将错误传递出去，那么此时析构函数就必须自己处理异常。这在某些时候是很繁琐的。