Effective C++ — 资源管理

拼搏现实的明天。 2022-06-08 06:45 181阅读 0赞

# Effective C++ #

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所谓资源管理就是，一旦用了它，将来必须还给操作系统.如果不这样，糟糕的事情就会发生，C++程序中最常使用的资

源就是动态 分 配内存，但内存只是你必须管理的众多资源之一. 其他常见的资源还包括文件描述器，互斥锁，图形界面

中的字型和笔刷，数据 库连 接，以及网络sockets。不论是哪一种资源，重要的是，当你不再使用它你就要将它返回给

系统.

**条款13:以对象管理资源**

举个例子一个大型的项目里面的代码都是成千上万行，我们现在手边的new delete，大家都知道new之后，要在不使用

该资源的时候 delete，但是呢当你的项目太大，里面各种文件，里面有许许多多的资源.这个时候对程序员来说这真的

就是一个折磨，因为真的很 容 易忘记delete就内存泄露. 幸存C++11的横空出世,并带来了强力助手智能指针，妈妈再也

不用担心我没有delete了

**获得资源后立刻放进管理对象**:实际上"以对象管理资源"的观念常被称为"资源取得时机便是初始化时机"，因为我们几

乎总是在获得 一笔资源后同一语句内以他初始化某个管理对象.反正就是记住一句话->每一笔资源都在获得的同时立刻

被放进管理对象中.

**管理对象运用析构函数确保资源被释放**:无论控制流如何离开区块，一旦对象被销毁其析构函数自然会被自动调用，于

是资源被释 放.如果资源释放动作可能导致抛出异常，事情变得有点棘手，但是你只要不要让异常逃出析构函数即可,前

面的条款8. 关于我们智能指针的运用是非常重要的.

我们可以去看看这篇博客，一定要去看呦: [智能指针的运用以及实现原理][Link 1]

当然如果你想手工释放资源也可以嘛，但是真的很容易出现错误.灌装式的资源管理类如使用的资源是目前这些预制式

classes无法 妥善管理的.既然如此就需要精巧制作你自己的资源管理类了.不过那样其实也不是很困难因为接下来就会

介绍到.

总结:

1.为了防止资源泄露，请使用RALL对象，他们在构造函数当中获得资源并且在析构函数中释放资源.

2.两个常被使用的RAII classes分别是shared\_ptr和auto\_ptr.前者通常是较佳选择，若选择auto\_ptr，复制动作会使

他指向NULL.

**条款14:在资源管理类中小心copying行为**

再上一个条款我们了解到auto\_ptr，shared\_ptr如何将这个观念表现在heap-based资源上面，但是并非所有的资源都

是在heap上 面 ，对于那种资源来说auto\_ptr和shared\_ptr这样的智能指针往往不适合作为资源的掌管者了，既然如此 ，

有时候你就要自己建立自 己的资源管理类.

例如，假设我们使用C API函数处理类型为Mutex的互斥器对象，共有lock和unclok两个函数可用.

void lock(Mutex\* pm); //锁定

void unlock(Mutex\* pm); //解锁

为了确保绝不会忘记讲一个锁住的Mutex解锁，你可能会希望建立一个class用来管理锁.这样的class的基本结构由

RALL守则支配 ，也就是"资源在构造期间获得，在析构期间释放":

class Lock
    {
    public:
    	explicit Lock(Mutex* pm)
    		:mutexptr(pm)
    	{
    		lock(mutexptr);
    	}
    	~Lock()
    	{
    		unlock(mutexptr);
    	}
    private:
    	Mutex* mutexptr;
    };

接下来客户对Lock的用法符合RAII方式:

Metex m;  //定义你需要的互斥器
    ...
    {
    	Lock m1(&m); //锁定互斥器
    	...         //执行操作
    } //在文件末尾自动解除互斥器锁定
    
    //接下的操作会发生什么？
    Lock m11(&m);  //锁定m
    Lock m12(m11); //将m11复制到m12身上，这会发生什么事情?

当一个RALL对象被复制，会发生什么事情？ 大多数时候你会选择一下两种可能:

**禁止复制**

许多时候允许RAII对象被复制并不合理. 如果一定要使用也必须加上引用计数法.

**对底层资源祭出"引用计数法"**

有时候我们希望保有资源，知道它的最后一个使用者被销毁.这种情况下复制RAII对象时 ，应该 将资源的"被引用数递增"

. shared\_ptr便是如此.

通常只有内含一个shared\_ptr成员变量，RAII classes便可实现出reference-counting copying行为，如果前述的Lock

打算使用 reference-counting，他可以改变mutexptr的类型，将它从Mutex\* 改为 shared\_ptr<Mutex>. 然而很不幸

shared\_ptr的缺省行为是 当引用计数为0的时候删除其所指物，那不是我们想要的行为.当我们用上一个Metex，我们想

要 做的释放动作是解锁，并非删除.但是auto\_ptr它的删除操作，永远都是清理到该片资源，没有办法利用.

幸运的是shared\_ptr允许所谓的删除器，传入一个函数或者是函数对象，当引用计数为0的时候便调用. 删除器对

shared\_ptr 是一个 可有可无的第二参数. 所以实现代码是这样的:

class Lock
    {
    public:
    	explicit Lock(Mutex* pm)
    		:mutexPtr(pm, unlock) //函数unlock函数为删除器.
    	{
    		lock(mutexPtr.get());  //接下来的条款会提到get().
    	}
    
    private:
    	shared_ptr<Mutex> mutexPtr;
    };

请注意，本例当中Lock class不用再声明析构函数.因为没有必要，class析构函数会自动调用其non-static成员变量的

析构函数. 而mutexPtr的析构函数会在互斥器的引用计数为0的时候自动调用shared\_ptr删除器，也就是你传进去的

unlcok. 你并没有忘记析构，你只是依赖了编译器生产的缺省行为.

总结:

1.赋值RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为,

2.普遍而常见的RALL class copying行为是: 抑制copying，施行引用计数法.

**条款15：在资源管理类中提供对原始资源的访问**

资源管理类很棒.他们是你对抗资源泄露的利器. 但是接下来你讲依赖这个利器来进行classes之间的资源处理与互动.这

个时候 别人想拿到你的资源处理，但是你还说杵着一个利器不让别人靠近一步这是不对的，所以你要提供一个供别人访问

你原始数据的 接口. 这个很容易理解的，我先拿出来一个我以前自己实现智能指针的代码出来.

template<class T>
    class AutoPtr
    {
    public:
    
    	AutoPtr(T* ptr)
    		:_ptr(ptr)
    	{}
    
    	T* operator->()
    	{
    		return _ptr;
    	}
    
    	T& operator*()
    	{
    		return *_ptr;
    	}
    
    	AutoPtr(AutoPtr<T>& ap)
    	{
    		this->_ptr = ap._ptr;
    		ap._ptr = NULL;
    	}
    	AutoPtr<T>& operator=(AutoPtr<T>& ap)
    	{
    		if (this != &ap)
    		{
    			delete this->_ptr;
    			this->_ptr = ap._ptr;
    			ap._ptr = NULL;
    		}
    		return *this;
    	}
    	~AutoPtr()
    	{
    		cout << "智能指针爸爸已经释放过空间了" << endl;
    		delete _ptr;
    	}
    protected:
    	T* _ptr;
    };

我们可以看到这个智能指针的底层利用的就是我们的\_ptr.但是你要使用\_ptr进行数据交流时候应该怎么办呢？ 那么别

人想拿到你 的\_ptr是不是就很困难了. 所以我们就得定义一个接口. get()

T* get()
    	{
    		return _ptr;
    	}

这个条例其实就是让你在你的资源管理类当中添加一个返回原始数据的接口，对就这么简单.

总结:

1.APIs往往要求访问原始资源,所以每一个RAII class应该提供一个"取得其所管理之资源"的方法.

2.对原始资源的访问可能经由显示转换或隐式转换. 一般而言显示转换较为安全，但隐式转换对客户比较方便.

条款16:成对使用new和delete时要采用相同形式

以下动作有什么错?

std::string\* stringArray = new std::string\[100\];

...

delete stringArray;