C++之RAII慣用法

C++中的RAII全稱是“Resource acquisition is initialization”，直譯為“資源擷取就是初始化”。但是這翻譯并沒有顯示出這個慣用法的真正内涵。RAII的好處在于它提供了一種資源自動管理的方式，當産生異常、復原等現象時，RAII可以正确地釋放掉資源。

舉個常見的例子：

1. void Func()  
2. {  
3.   FILE *fp;  
4.   char* filename = "test.txt";  
5.   if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL)  
6.   {  
7.       printf("not open");  
8.       exit(0);  
9.   }  
10.   ... // 如果 在使用fp指針時産生異常 并退出  
11.        // 那麼 fp檔案就沒有正常關閉  
12.   fclose(fp);  
13. }  

在資源的擷取到釋放之間，我們往往需要使用資源，但常常一些不可預計的異常是在使用過程中産生，就會使資源的釋放環節沒有得到執行。

此時，就可以讓RAII慣用法大顯身手了。

RAII的實作原理很簡單，利用stack上的臨時對象生命期是程式自動管理的這一特點，将我們的資源釋放操作封裝在一個臨時對象中。

具體示例代碼如下：

​

1. class Resource{};  
2. class RAII{  
3. public:  
4.     RAII(Resource* aResource):r_(aResource){} //擷取資源  
5.     ~RAII() {delete r_;} //釋放資源  
6.     Resource* get()    {return r_ ;} //通路資源  
7. private:  
8.     Resource* r_;  
9. };  

比如檔案操作的例子，我們的RAII臨時對象類就可以寫成：

1. class FileRAII{  
3.     FileRAII(FILE* aFile):file_(aFile){}  
4.     ~FileRAII() { fclose(file_); }//在析構函數中進行檔案關閉  
5.     FILE* get() {return file_;}  
7.     FILE* file_;  

則上面這個打開檔案的例子就可以用RAII改寫為：

10.   FileRAII fileRAII(fp);  
12.        // 那麼 fileRAII在棧展開過程中會被自動釋放，析構函數也就會自動地将fp關閉  
13.   // 即使所有代碼是都正确執行了，也無需手動釋放fp，fileRAII它的生命期在此結束時，它的析構函數會自動執行！      
14.  }  

這就是RAII的魅力，它免除了對需要謹慎使用資源時而産生的大量維護代碼。在保證資源正确處理的情況下，還使得代碼的可讀性也提高了不少。

建立自己的RAII類

一般情況下，RAII臨時對象不允許複制和指派，當然更不允許在heap上建立，是以先寫下一個RAII的base類，使子類私有繼承Base類來禁用這些操作：

1. class RAIIBase  
4.     RAIIBase(){}  
5.     ~RAIIBase(){}//由于不能使用該類的指針，定義虛函數是完全沒有必要的  
6.     RAIIBase (const RAIIBase &);  
7.     RAIIBase & operator = (const RAIIBase &);  
8.     void * operator new(size_t size);   
9.     // 不定義任何成員  

當我們要寫自己的RAII類時就可以直接繼承該類的實作：

1. template<typename T>  
2. class ResourceHandle: private RAIIBase //私有繼承 禁用Base的所有繼承操作  
5.     explicit ResourceHandle(T * aResource):r_(aResource){}//擷取資源  
6.     ~ResourceHandle() {delete r_;} //釋放資源  
7.     T *get()    {return r_ ;} //通路資源  
9.     T * r_;  

将Handle類做成模闆類，這樣就可以将class類型放入其中。另外， ResourceHandle可以根據不同資源類型的釋放形式來定義不同的析構函數。

由于不能使用該類的指針，是以使用虛函數是沒有意義的。

注：自己寫的RAII類并沒有經過大量的實踐，可能存在問題，請三思而慎用。這裡隻是記錄下自己的實作想法。