c++经验之谈一：RAII原理介绍
1.什么是RAII
RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是由c++之父Bjarne Stroustrup提出的，中文翻译为资源获取即初始化，他说：使用局部对象来管理资源的技术称为资源获取即初始化；这里的资源主要是指操作系统中有限的东西如内存、网络套接字等等，局部对象是指存储在栈的对象，它的生命周期是由操作系统来管理的，无需人工介入；
2.RAII的原理
资源的使用一般经历三个步骤a.获取资源 b.使用资源 c.销毁资源，但是资源的销毁往往是程序员经常忘记的一个环节，所以程序界就想如何在程序员中让资源自动销毁呢？c++之父给出了解决问题的方案：RAII，它充分的利用了C++语言局部对象自动销毁的特性来控制资源的生命周期。给一个简单的例子来看下局部对象的自动销毁的特性：
#include <iostream>
using namespace std;
class person {
public:
person(const std::string name = "", int age = 0) :
name_(name), age_(age) {
std::cout << "Init a person!" << std::endl;
}
~person() {
std::cout << "Destory a person!" << std::endl;
}
const std::string& getname() const {
return this->name_;
}
int getage() const {
return this->age_;
}
private:
const std::string name_;
int age_;
};
int main() {
person p;
return 0;
}
编译并运行：
g++ person.cpp -o person
./person
运行结果：
Init a person!
Destory a person!
从person class可以看出，当我们在main函数中声明一个局部对象的时候，会自动调用构造函数进行对象的初始化，当整个main函数执行完成后，自动调用析构函数来销毁对象，整个过程无需人工介入，由操作系统自动完成；于是，很自然联想到，当我们在使用资源的时候，在构造函数中进行初始化，在析构函数中进行销毁。整个RAII过程我总结四个步骤：
a.设计一个类封装资源
b.在构造函数中初始化
c.在析构函数中执行销毁操作
d.使用时声明一个该对象的类
3.RAII的应用
本节主要通过一个简单的例子来说明如何将RAII应用到我们的代码中。linux下经常会使用多线程技术，说到多线程，就得提到互斥锁，互斥锁主要用于互斥，互斥是一种竞争关系，用来保护临界资源一次只被一个线程访问，按照我们前面的分析，我们封装一下POSIX标准的互斥锁：
#include <pthread.h>
#include <cstdlib>
#include <stdio.h>
class Mutex {
public:
Mutex();
~Mutex();
void Lock();
void Unlock();
private:
pthread_mutex_t mu_;
// No copying
Mutex(const Mutex&);
void operator=(const Mutex&);
};
#include "mutex.h"
static void PthreadCall(const char* label, int result) {
if (result != 0) {
fprintf(stderr, "pthread %s: %s\n", label, strerror(result));
}
}
Mutex::Mutex() { PthreadCall("init mutex", pthread_mutex_init(&mu_, NULL)); }
Mutex::~Mutex() { PthreadCall("destroy mutex", pthread_mutex_destroy(&mu_)); }
void Mutex::Lock() { PthreadCall("lock", pthread_mutex_lock(&mu_)); }
void Mutex::Unlock() { PthreadCall("unlock", pthread_mutex_unlock(&mu_)); }写到这里其实就可以使用Mutex来锁定临界区，但我们发现Mutex只是用来对锁的初始化和销毁，我们还得在代码中调用Lock和Unlock函数，这又是一个对立操作，所以我们可以继续使用RAII进行封装，代码如下：
#include "mutex.h"
class MutexLock {
public:
explicit MutexLock(Mutex *mu)
: mu_(mu) {
this->mu_->Lock();
}
~MutexLock() { this->mu_->Unlock(); }
private:
Mutex *const mu_;
// No copying allowed
MutexLock(const MutexLock&);
void operator=(const MutexLock&);
};到这里我们就真正封装了互斥锁，下面我们来通过一个简单的例子来使用它，代码如下：
#include "mutexlock.hpp"
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#define NUM_THREADS 10000
int num=0;
Mutex mutex;
void *count(void *args) {
MutexLock lock(&mutex);
num++;
}
int main() {
int t;
pthread_t thread[NUM_THREADS];
for( t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
int ret = pthread_create(&thread[t], NULL, count, NULL);
if(ret) {
return -1;
}
}
for( t = 0; t < NUM_THREADS; t++)
pthread_join(thread[t], NULL);
std::cout << num << std::endl;
return 0;
}
编译并运行：g++ test_mutexlock.cpp mutexlock.hpp mutex.cpp mutex.h -o test_mutexlock -lpthread
./test_mutexlock
运行结果：10000 符合预期（可以去掉MutexLock lock(&mutex);试试看看结果如何？）
https://github.com/vichargrave/mutex/blob/master/Makefile
