C++之RAII惯用法

http://blog.csdn.net/hunter8777/article/details/6327704

C++中的RAII全称是“Resource acquisition is initialization”，直译为“资源获取就是初始化”。但是这翻译并没有显示出这个惯用法的真正内涵。RAII的好处在于它提供了一种资源自动管理的方式，当产生异常、回滚等现象时，RAII可以正确地释放掉资源。

举个常见的例子：

 

void Func()
{
  FILE *fp;
  char* filename = "test.txt";
  if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL)
  {
      printf("not open");
      exit(0);
  }
  ... // 如果 在使用fp指针时产生异常 并退出
       // 那么 fp文件就没有正常关闭

  fclose(fp);
}

 

 

在资源的获取到释放之间，我们往往需要使用资源，但常常一些不可预计的异常是在使用过程中产生，就会使资源的释放环节没有得到执行。

此时，就可以让RAII惯用法大显身手了。

 

RAII的实现原理很简单，利用stack上的临时对象生命期是程序自动管理的这一特点，将我们的资源释放操作封装在一个临时对象中。

具体示例代码如下：

 

class Resource{};
class RAII{
public:
    RAII(Resource* aResource):r_(aResource){} //获取资源
    ~RAII() {delete r_;} //释放资源
    Resource* get()    {return r_ ;} //访问资源
private:
    Resource* r_;
};

 

 

比如文件操作的例子，我们的RAII临时对象类就可以写成：

 

class FileRAII{
public:
    FileRAII(FILE* aFile):file_(aFile){}
    ~FileRAII() { fclose(file_); }//在析构函数中进行文件关闭
    FILE* get() {return file_;}
private:
    FILE* file_;
};

 

则上面这个打开文件的例子就可以用RAII改写为：

 

void Func()
{
  FILE *fp;
  char* filename = "test.txt";
  if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL)
  {
      printf("not open");
      exit(0);
  }
  FileRAII fileRAII(fp);
  ... // 如果 在使用fp指针时产生异常 并退出
       // 那么 fileRAII在栈展开过程中会被自动释放，析构函数也就会自动地将fp关闭

  // 即使所有代码是都正确执行了，也无需手动释放fp，fileRAII它的生命期在此结束时，它的析构函数会自动执行！
 }

 

这就是RAII的魅力，它免除了对需要谨慎使用资源时而产生的大量维护代码。在保证资源正确处理的情况下，还使得代码的可读性也提高了不少。

 

创建自己的RAII类

一般情况下，RAII临时对象不允许复制和赋值，当然更不允许在heap上创建，所以先写下一个RAII的base类，使子类私有继承Base类来禁用这些操作：

 

class RAIIBase
{
public:
    RAIIBase(){}
    ~RAIIBase(){}//由于不能使用该类的指针，定义虚函数是完全没有必要的

    RAIIBase (const RAIIBase &);
    RAIIBase & operator = (const RAIIBase &);
    void * operator new(size_t size);
    // 不定义任何成员
};

 

当我们要写自己的RAII类时就可以直接继承该类的实现：

 

template<typename T>
class ResourceHandle: private RAIIBase //私有继承 禁用Base的所有继承操作
{
public:
    explicit ResourceHandle(T * aResource):r_(aResource){}//获取资源
    ~ResourceHandle() {delete r_;} //释放资源
    T *get()    {return r_ ;} //访问资源
private:
    T * r_;
};

 

 

将Handle类做成模板类，这样就可以将class类型放入其中。另外， ResourceHandle可以根据不同资源类型的释放形式来定义不同的析构函数。

由于不能使用该类的指针，所以使用虚函数是没有意义的。

注：自己写的RAII类并没有经过大量的实践，可能存在问题，请三思而慎用。这里只是记录下自己的实现想法。