C++中的RAII机制

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luoganttcc 2023-01-16 08:17:13 博主文章分类：c++

文章标签 c++ bash 开发语言释放资源析构函数 文章分类 运维

什么是RAII？

RAII是Resource Acquisition Is Initialization（wiki上面翻译成 “资源获取就是初始化”）的简称，是C++语言的一种管理资源、避免泄漏的惯用法。利用的就是C++构造的对象最终会被销毁的原则。RAII的做法是使用一个对象，在其构造时获取对应的资源，在对象生命期内控制对资源的访问，使之始终保持有效，最后在对象析构的时候，释放构造时获取的资源

为什么要使用RAII？

上面说到RAII是用来管理资源、避免资源泄漏的方法。那么，用了这么久了，也写了这么多程序了，口头上经常会说资源，那么资源是如何定义的？在计算机系统中，资源是数量有限且对系统正常运行具有一定作用的元素。比如：网络套接字、互斥锁、文件句柄和内存等等，它们属于系统资源。由于系统的资源是有限的，就好比自然界的石油，铁矿一样，不是取之不尽，用之不竭的，所以，我们在编程使用系统资源时，都必须遵循一个步骤：

1 申请资源；
2 使用资源；
3 释放资源。

第一步和第二步缺一不可，因为资源必须要申请才能使用的，使用完成以后，必须要释放，如果不释放的话，就会造成资源泄漏

一个最简单的例子：

#include <iostream> 

using namespace std; 

int main() 

{ 
    int *testArray = new int [10]; 
    // Here, you can use the array 
    delete [] testArray; 
    testArray = NULL ; 
    return 0; 
}

小结：

但是如果程序很复杂的时候，需要为所有的new 分配的内存delete掉，导致极度臃肿，效率下降，更可怕的是，程序的可理解性和可维护性明显降低了，当操作增多时，处理资源释放的代码就会越来越多，越来越乱。如果某一个操作发生了异常而导致释放资源的语句没有被调用，怎么办？这个时候，RAII机制就可以派上用场了。

如何使用RAII？

当我们在一个函数内部使用局部变量，当退出了这个局部变量的作用域时，这个变量也就别销毁了；当这个变量是类对象时，这个时候，就会自动调用这个类的析构函数，而这一切都是自动发生的，不要程序员显示的去调用完成。这个也太好了，RAII就是这样去完成的。

由于系统的资源不具有自动释放的功能，而C++中的类具有自动调用析构函数的功能。如果把资源用类进行封装起来，对资源操作都封装在类的内部，在析构函数中进行释放资源。当定义的局部变量的生命结束时，它的析构函数就会自动的被调用，如此，就不用程序员显示的去调用释放资源的操作了。

使用RAII 机制的代码：

#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;  // 非常感谢益可达非常犀利的review，详细可以参加益可达在本文的评论 2014.04.13
            m_Array = NULL ; 
        } 
    } 

private : 
    int *m_Array; 
}; 

bool OperationA(); 
bool OperationB(); 

int main() 
{ 
    ArrayOperation arrayOp; 
    arrayOp.InitArray(); 
    arrayOp.ShowArray(); 
    return 0;
}