C++ RAII(Resource Acquisition Is Initialization-资源获取即初始化)

最新推荐文章于 2025-02-13 15:29:10 发布

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本文深入探讨了RAII（资源获取即初始化）的概念及其在C++中的应用，通过对比传统资源管理方式，展示了RAII如何确保资源的安全获取与释放，有效避免资源泄漏。文章还提供了具体的代码示例，如std::lock_guard的使用，以及STL中支持RAII的容器如std::string、std::vector和std::thread等。

RAII(Resource Acquisition Is Initialization-资源获取即初始化)

RAII 基本介绍

RAAI(Resource Acquisition Is Initialization):资源获取即初始化。

如何实现

将一个资源的生命周期和一个对象的生命周期进行绑定，该对象的生命周期即为该资源的生命周期。

优点

保证：对于任何能够访问某资源(比如A)所绑定的B对象实例的函数来说，这些函数都可以对该资源A进行访问
在对B对象实例进行释放的时候，可以对其所持有的资源(比如A)进行释放。申请资源的顺序和释放资源的顺序是一个相反过程。

概括

将每个资源封装到一个类中
- 构造函数用来获取所有资源，如果没有成功获取则抛出异常
- 析构函数用来释放资源，不抛出异常
总是通过这个类的实例来使用资源

示例代码

void fun() {}
bool everything_ok() { return true; };
std::mutex g_mutex;
void bad_get_resource()
{
	g_mutex.lock(); // 获取mutex
	fun(); // 如果函数抛出异常，mutex不会被释放
	if (!everything_ok()) return; // 过早return,mutex不会被释放
	g_mutex.unlock(); // 执行之后才会释放mutex
}

void good_get_resource()
{
	// lock_guard是一个RAII类：g_mutex资源获取即初始化
	std::lock_guard<std::mutex> lock_guard(g_mutex);
	fun(); // 函数发生异常,mutex会被释放，因为good_get_resource函数结束
	// lock_guard会调用其析构函数对其所持有的资源进行释放，此例中g_mutex
	if (!everything_ok()) return; // 同fun()原理一样，g_mutex会被释放
}

STL中相关RAII

std::string、std::vector、std::thread
标准库提供的RAII的包装器用来管理用户自定义的资源
使用用户自己提供的deleter管理动态分配的内存或者指向任意资源的指针
std::unique_ptr、std::shared_ptr
管理互斥元mutex的RAII类
std::lock_guard、std::unique_lock、std::shared_lock