C++之RAII（Resource Acquisition Is Initialization）

轉載：https://www.jianshu.com/p/b7ffe79498be 什麼是RAII。

RAII是Resource Acquisition Is Initialization（wiki上面翻譯成 “資源擷取就是初始化”）的簡稱，是C++語言的一種管理資源、避免泄漏的慣用法。利用的就是C++構造的對象最終會被銷毀的原則。RAII的做法是使用一個對象，在其構造時擷取對應的資源，在對象生命期內控制對資源的訪問，使之始終保持有效，最後在對象析構的時候，釋放構造時擷取的資源。 為什麼要使用RAII。

上面說到RAII是用來管理資源、避免資源泄漏的方法。那麼，用了這麼久了，也寫了這麼多程式了，口頭上經常會說資源，那麼資源是如何定義的。在電腦系統中，資源是數量有限且對系統正常運行具有一定作用的元素。比如：網路通訊端、互斥鎖、檔案控制代碼和記憶體等等，它們屬於系統資源。由於系統的資源是有限的，就好比自然界的石油，鐵礦一樣，不是取之不盡，用之不竭的，所以，我們在編程使用系統資源時，都必須遵循一個步驟：
1 申請資源；
2 使用資源；
3 釋放資源。
第一步和第二步缺一不可，因為資源必須要申請才能使用的，使用完成以後，必須要釋放，如果不釋放的話，就會造成資源泄漏。

一個最簡單的例子：

#include <iostream> using namespace std; int main() {     int *testArray = new int [10];     // Here, you can use the array     delete [] testArray;     testArray = NULL ;     return 0; }

小結：
但是如果程式很複雜的時候，需要為所有的new 分配的記憶體delete掉，導致極度臃腫，效率下降，更可怕的是，程式的可理解性和可維護性明顯降低了，當操作增多時，處理資源釋放的代碼就會越來越多，越來越亂。如果某一個操作發生了異常而導致釋放資源的語句沒有被調用，怎麼辦。這個時候，RAII機制就可以派上用場了。 如何使用RAII。

當我們在一個函數內部使用局部變數，當退出了這個局部變數的範圍時，這個變數也就別銷毀了；當這個變數是類對象時，這個時候，就會自動調用這個類的解構函式，而這一切都是自動發生的，不要程式員顯示的去調用完成。這個也太好了，RAII就是這樣去完成的。

由於系統的資源不具有自動釋放的功能，而C++中的類具有自動調用解構函式的功能。如果把資源用類進行封裝起來，對資源操作都封裝在類的內部，在解構函式中進行釋放資源。當定義的局部變數的生命結束時，它的解構函式就會自動的被調用，如此，就不用程式員顯示的去調用釋放資源的操作了。

使用RAII 機制的代碼：

#include <iostream> using namespace std; class ArrayOperation { public :     ArrayOperation()     {         m_Array = new int [10];     }     void InitArray()     {         for (int i = 0; i < 10; ++i)         {             *(m_Array + i) = i;         }     }     void ShowArray()     {         for (int i = 0; i <10; ++i)         {             cout<<m_Array[i]<<endl;         }     }     ~ArrayOperation()     {         cout<< "~ArrayOperation is called" <<endl;         if (m_Array != NULL )         {             delete[] m_Array;  // 非常感謝益可達非常犀利的review，詳細可以參加益可達在本文的評論 2014.04.13            m_Array = NULL ;         }     } private :     int *m_Array; }; bool OperationA(); bool OperationB(); int main() {     ArrayOperation arrayOp;     arrayOp.InitArray();     arrayOp.ShowArray();     return 0;}

不使用RAII（沒有使用類的思想）的代碼

#include <iostream> using namespace std; bool OperationA(); bool OperationB(); int main() {     int *testArray = new int [10];     // Here, you can use the array     if (!OperationA())     {         // If the operation A failed, we should delete the memory         delete [] testArray;         testArray = NULL ;         return 0;     }     if (!OperationB())     {         // If the operation A failed, we should delete the memory         delete [] testArray;         testArray = NULL ;         return 0;     }     // All the operation succeed, delete the memory     delete [] testArray;     testArray = NULL ;     return 0; } bool OperationA() {     // Do some operation, if the operate succeed, then return true, else return false     return false ; } bool OperationB() {     // Do some operation, if the operate succeed, then return true, else return false     return true ; }

上面這個例子沒有多大的實際意義，只是為了說明RAII的機制問題。下面說一個具有實際意義的例子：

#include <iostream>#include <windows.h>#include <process.h>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 ) // 非常感謝益可達犀利的review 2014.04.13{}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;}

這個例子可以說是實際項目的一個模型，當多個進程訪問臨界變數時，為了不出現錯誤的情況，需要對臨界變數進行加鎖；上面的例子就是使用的Windows的臨界地區實現的加鎖。

但是，在使用CRITICAL_SECTION時，EnterCriticalSection和LeaveCriticalSection必須成對使用，很多時候，經常會忘了調用LeaveCriticalSection，此時就會發生死結的現象。當我將對CRITICAL_SECTION的訪問封裝到MyLock類中時，之後，我只需要定義一個MyLock變數，而不必手動的去顯示調用LeaveCriticalSection函數。

上述的兩個例子都是RAII機制的應用，理解了上面的例子，就應該能理解了RAII機制的使用了。

作者：sexycoder
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來源：簡書
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