RAII
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来源:http://blog.csdn.net/zhaowei123191/archive/2010/05/24/5617637.aspx
1. 概念
所谓RAII,即Resource Acquisition Is Initialization,资源分配即初始化,意思是一旦获得一个资源就立即将它放入一个管理对象,这样就可以使用对象的构造和析构函数管理对象。为什么要用RAII呢,请先看下面的例子:
2.为何使用RAII
假设我们使用一个用来模拟投资行为的程序库,其中各式各样的投资类型继承自一个root class Investment:
class Investment {...};
这个程序库通过createInvestment()函数创建Investment对象:
Investment* createInvestment();
该函数返回指针,指向Investment继承体系内的动态分配对象,因此必须适时将其删除,设函数f负责相关任务:
void f()
{
Investment *pInv = createInvestment();
...
delete pInv;
}
现在的情况是程序不一定能够运行至delete处就退出了,有可能在...中产生异常。这样就不能保证资源的合理释放,造成内存泄露。常用的解决办法就是RAII机制,此处介绍两种:auto_ptr和shared_ptr.当然还有其他的。
3. 使用auto_ptr
为了确保createInvestment返回的资源总是被释放,我们需要将资源放进对象内,当控制流离开f该对象的析构函数就会自动释放那些资源。其原理是基于C++的“析构函数自动调用机制”确保资源被释放。
为了达到上述目的,标准程序库提供的auto_ptr正是针对这种情况而设计的,它是一个“类指针对象”,即所谓的“智能指针”,其析构函数自动对其对象调用delete.
void f()
{
std::auto_ptr<Investment> pInv(crateInvestment());
... //经由auto_ptr的析构函数自动删除pInv
}
使用auto_ptr应该注意一下几点:
(1) 不要使用auto_ptr对象保存指向静态分配对象的指针,否则当auto_ptr对象本身被撤销的时候,它将试图删除指向非动态分配对象的指针,导致未定义行为。
(2) 永远不要使用两个auto_ptr对象指向同一个对象。
(3) 不要使用auto_ptr对象保存指向动态分配数组的指针,auto_ptr对象只能存储单个指针,如果指向数组指针,则delete时发生错误,因为auto_ptr不能用delete [].
(4) 不要将auto_ptr对象存储在容器中。容器要求所保存的类型定义复制和赋值操作符,而auto_ptr在复制时表现出怪异现象,会导致原对象指向null。
4. 使用shared_ptr
shared_ptr的复制行为正常,但也不适用于动态分配数组。并没有针对“C++动态分配数组”而设计的类似auto_ptr和shared_ptr这样的东西,甚至TR1中都没有,主要是因为vector和string可以取代动态分配而得的数组。当然你可以看卡Boost,那儿有boost::scoped_array和boost::shared_array,他们都提供相关行为。
5. 编写自己的资源管理类
通常我们在设计RAII类时采取以下做法:
(1) 禁止复制。为了防止悬垂指针等问题,可以将复制构造函数设为private以禁止复制,当然这个做法限制了RAII类的使用。
(2) 使用引用计数类。在RAII类中专门设置一个计数器让它时刻记录底层资源的引用次数,当引用次数为0时删除所指物。
(3) 复制底部资源。即所谓的深度拷贝,当我们复制资源管理类时,同时复制其包含的资源,这样我们的指针和所指物都是原资源的副本,互不相关。
基于对象的资源管理办法,建立在C++对构造函数、析构函数、复制控制行为的基础上,经过训练后,只要严守这些规则,就可以消除资源管理问题。
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