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RAII
鎖定
- 中文名
- 資源獲取就是初始化
- 外文名
- RAII
- 領 域
- c++等編程語言
- 類 型
- 管理資源、避免內存泄露的方法
- 分 類
- 常性類型和變性類型
- 作 用
- 任何情況下,已構造的對象最終會銷燬
RAII基本介紹
RAII
[1]
(Resource Acquisition Is Initialization),也稱為“資源獲取就是初始化”,是C++語言的一種管理資源、避免泄漏的慣用法。C++標準保證任何情況下,已構造的對象最終會銷燬,即它的析構函數最終會被調用。簡單的説,RAII 的做法是使用一個對象,在其構造時獲取資源,在對象生命期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資源。
RAII分類
根據RAII對資源的所有權可分為常性類型和變性類型,代表者分別是boost::shared_ptr<>
[2]
和std::auto_ptr<>
[3]
;從所管資源的初始化位置上可分為外部初始化類型和內部初始化類型。
常性類型是指獲取資源的地點是構造函數,釋放點是析構函數,並且在這兩點之間的一段時間裏,任何對該RAII類型實例的操縱都不應該從它手裏奪走資源的所有權。變性類型是指可以中途被設置為接管另一個資源,或者乾脆被置為不擁有任何資源。外部初始化類型是指資源在外部被創建,並被傳給RAII實例的構造函數,後者進而接管了其所有權。boost::shared_ptr<>和std::auto_ptr<>都是此類型。與之相對的是內部初始化類型。
其中,常性且內部初始化的類型是最為純粹的RAII形式,最容易理解,最容易編碼。
RAII實際應用
每當處理需要配對的獲取/釋放函數調用的資源時,都應該將資源封裝在一個對象中,實現自動資源釋放。例如,我們無需直接調用一對非成員函數OpenPort/ClosePort,而是可以考慮定義常性且內部初始化的RAII概念的“端口”操作類:
class Port{
public:
Port(const string& destination);//調用OpenPort
~Port();//調用ClosePort
};
void DoSomething(){
Port port1(“server1:80”);
…
}
shared_ptr<Port> port2 = /*…*/; //port2在最後一個引用它的
//shared_ptr離開作用域後關閉
通過使用上述RAII類型,可以避免程序員忘記關閉端口而引起的泄漏,還可以確保異常發生時棧展開過程中自動釋放端口資源。
RAII與STL容器
STL容器是基於值語義的,在容器內部,對象是常被複制的。如果RAII類型需要存入STL容器,需要作一些處理。
class Resource
{
public:
Resource() {/*分配資源*/}
~ Resource() {/*釋放資源*/}
private:
int handle;
};
std::map< Identifier, Resource > resourceMap;
以上代碼中STL容器對Resource的複製將導致運行期錯誤。最好的方法是讓RAII類型繼承於boost::noncopyable[2],而後在容器中使用引用計數的指針:
class Resource : public boost::noncopyable
{
public:
Resource() {/*分配資源*/}
~ Resource() {/*釋放資源*/}
private:
int handle;
};
typedef boost::shared_ptr<Resource> PointerToResourceType;
typedef std::map< Identifier, PointerToResourceType> ResourceMapType;
ResourceMapType resourceMap;
作為替代,還可以使用非拷貝行為的容器:boost::ptr_map<Identifier,Resource> map;
- 參考資料
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- 1. 淺談RAII慣用法 .51CTO.com[引用日期2012-12-27]
- 2. shared_ptr - 1.61.0 .Boost C++ Libraries[引用日期2020-04-12]
- 3. std::auto_ptr .C++ 參考手冊[引用日期2020-04-12]
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