简单介绍C++ RAII[zz]

 

在C语言中，资源管理是一个极为繁琐易错的工作，大多复杂的C系统都面临着内存泄露、悬挂指针等问题。这是一方面是由底层语言的特点决定；另一方面也是由于C语言特性相对较少，严重依赖程序员进行正确的资源管理，缺乏有效的支持手段。

C#和C++两门语言的定位不同，它们在资源管理方面采取了两种截然不同的方式：一为GC，一为RAII。GC让程序建立在更高的抽象层次上，使资 源管理变得更方便，更安全；而C++ RAII则保留了C的底层能力，同时在C++特性的支持下提供了简单有效的资源管理方式。我们知道C++最激烈的批评往往来自于C社区，而在我看来C程序 员可以不接受虚函数，不接受模板，但有什么理由不接受RAII呢？可以说RAII是C++相对C来说几乎无副作用的明显进步。

C++ RAII

RAII是resource acquisition is initialization的缩写，意为“资源获取即初始化”。它是C++之父Bjarne Stroustrup提出的设计理念，其核心是把资源和对象的生命周期绑定，对象创建获取资源，对象销毁释放资源。在RAII的指导下，C++把底层的资 源管理问题提升到了对象生命周期管理的更高层次。上面的例子，我们把new所获取的内存块视为资源，把r对象视为资源的代理对象，r应负责资源的获取和释 放。在栈语义和操作符重载的支持下，C++ RAII体现出了简洁、安全、实时的特点：

1.概念简洁性：让资源（包括内存和非内存资源）和对象的生命周期绑定，资源类的设计者只需用在类定义内部处理资源问题，提高了程序的可维护性

2.类型安全性：通过资源代理对象包装资源（指针变量），并利用运算符重载提供指针运算方便使用，但对外暴露类型安全的接口

3.异常安全性：栈语义保证对象析构函数的调用，提高了程序的健壮性

4.释放实时性：和GC相比，RAII达到了和手动释放资源一样的实时性，因此可以承担底层开发的重任

也许你还在惊讶RAII如此简单的时候，关于RAII的主要内容已经介绍完了。简单不意味着简陋，在我看来RAII虽然不像GC一样，是一套具体的机制，但它蕴含的对象与资源关系的哲学深度的理解却使得我对Bjarne Stroustrup肃然起敬！

最后，不得不提醒RAII的理念固然简单，不过在具体实现的时候仍有需要小心的地方。比如对于STL的auto_ptr，可以视为资源的代理对 象，auto_ptr对象间的赋值是一个需要特别注意的地方。简单说来资源代理对象间赋值的语义不满足“赋值相等”，其语义是资源管理权的转移。

什么是“赋值相等”呢？比如：

int a;  



int 

b



 = 

10



;  

a



 = 

b



; //这句话执行后 

a



 == b 

但对于资源代理对象，这是不满足的，比如：

auto_ptr

<

int

>





 a(null);  



auto_ptr

<

int

>





 b(new int(123));  

a



 = 

b



; //这句话执行后a != b，赋值的语义是b把资源的管理权交给了a