C++之RAII技术解析（资源、状态管理）

原文：https://www.cnblogs.com/jiangbin/p/6986511.html

RAII 技术

        RAII技术被认为是C++中管理资源的最佳方法，进一步引申，使用RAII技术也可以实现安全、简洁的状态管理，编写出优雅的异常安全的代码。

         RAII是C++的发明者Bjarne Stroustrup提出的概念，RAII全称是“Resource Acquisition is Initialization”，直译过来是“资源获取即初始化”，也就是说在构造函数中申请分配资源，在析构函数中释放资源。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）的技术，因为C++的语言机制保证了，当一个对象创建的时候，自动调用构造函数，当对象超出作用域的时候会自动调用析构函数。所以，在RAII的指导下，我们应该使用类来管理资源，将资源和对象的生命周期绑定。

 

资源管理

       智能指针（std::shared_ptr和std::unique_ptr）即RAII最具代表的实现，使用智能指针，可以实现自动的内存管理，再也不需要担心忘记delete造成的内存泄漏。毫不夸张的来讲，有了智能指针，代码中几乎不需要再出现delete了。

         内存只是资源的一种，在这里我们讨论一下更加广义的资源管理。比如说文件的打开与关闭、windows中句柄的获取与释放、对数据库的访问、断开数据库连接等等。

            按照常规的RAII技术需要写一堆管理它们的类，有的时候显得比较麻烦。但是如果手动释放，通常还要考虑各种异常处理。文章 http://mindhacks.cn/2012/08/27/modern-cpp-practices/ 介绍一个实现的比较简洁的方法，使用了C++11标准中的lambda表达式和std::function相结合的方法，非常简洁、明了（待总结）。

状态管理

        RAII另一个引申的应用是可以实现安全的状态管理。一个典型的应用就是在线程同步中，使用std::unique_lock或者std::lock_guard对互斥量std:: mutex进行状态管理。通常我们不会写出如下的代码：

std::mutex mutex_;
void function()
{
    mutex_.lock();
    ......
    ......
    mutex_.unlock();
}

       因为，在互斥量lock和unlock之间的代码很可能会出现异常，或者有return语句，这样的话，互斥量就不会正确的unlock，会导致线程的死锁。所以正确的方式是使用std::unique_lock或者std::lock_guard对互斥量进行状态管理：

std::mutex mutex_;
void function()
{
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
    ......
    ......
}

         在创建std::lock_guard对象的时候，会对std::mutex对象进行lock，当std::lock_guard对象在超出作用域时，会自动std::mutex对象进行解锁，这样的话，就不用担心代码异常造成的线程死锁。

总结

        通过上面的分析可以看出，RAII的核心思想是将资源或者状态与对象的生命周期绑定，通过C++的语言机制，实现资源和状态的安全管理。理解和使用RAII能使软件设计更清晰，代码更健壮。