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《Effective C++ 》学习笔记——条款13

2024-08-03 23:53:09   223人阅读

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三、Resource Management


到了第三张了，这一章主要讲述的就是资源的管理。

①.OK，首先，什么是资源——一旦使用，就必须还给系统的东西。C++程序员最长使用的资源就是动态分配内存（因为如果你分配内存却不曾归还，会导致内存泄露），但显然内存只是你必须管理的众多资源之一。

②来看一看还有哪些其他常见资源：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。

无论什么样的资源，要记住—— 当你不再使用它，必须将它还给系统。




Rule 13：Use object to manage resource

规则13：以对象管理资源



1.以例开题


>现象 和平常一样还是用一个例子来开始，关于一个用来 塑模投资行为的程序库的 根类 Investment

class Investment  {  ...  };     // 继承体系中的根类

// 通过 factorty function（工厂函数）供应特定的Investment对象
Investment* createInvestment();    // 为简化，略掉参数，这是动态分配的内存，调用者有责任删除它

// 用一个函数来 履行上面要求的责任（删除）
void f(  )
{
    Investment* pInv = createInvestment();    // 调用 factory 函数
    ...
    delete pInv;    // 释放pInv所指对象
}


上面代码很正常，很多人也都是这么写的。BUT！ 如果f函数中 ... 部分  ，有一个 return 语句，pInv所指对象就不会被删除。


>other？除了上面这种情况，还有 在一个 for 循环内，但在这循环中，没到 delete 时，通过 continue 或者 goto提前跳出？ 还有如果在 delete 语句之前，抛出异常。  这些都会导致 delete 被忽略过去，而且无论是怎样的忽略，我们泄露的不只是内含投资对象的那块内存，还有投资对象所保存的任何资源。


>避免它！或许，你说这些东西是马虎造成，认真仔细一点，完全可以避免它。 NO! 或许有这种情况发生，但是做的软件不可能不去维护它，万一维护的时候，在delete之前 添加个return，或者维护完之后，出现从未发生过的异常抛出。 这些显然很难去人为的控制。


>解决我们需要做的就是将资源放进对象内，当控制流离开f函数，该对象的析构函数自动释放这些资源，通过依赖C++的“析构函数调用机制”来解决这个问题，引出下面概念 RAII（resource acquisition is initialization）对象。




2.Resource Acquisition Is Initialization


来说一下关于“以对象管理资源”的两个关键想法

△ 获得资源后立刻放进管理对象（ managing object ） 内。 实际上 “以对象管理资源” 的观念通常被称为 “资源取得时机便是初始化实际”（RAII） 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。 不论控制流如何离开区域块，一旦对象被销毁，其析构函数自然会被调用，如果抛出异常，事情会有些不好办，但我们在条款8已经搞定了。


>auto_ptr先来看一下标准程序提供的 auto_ptr，这是个类指针（pointer-like）对象，也就是所谓的——智能指针，其析构函数自动对其所指对象调用 delete，来看一下对于上述例子，f函数的操作吧：

的

void f()
{
    std::auto_ptr<Investment> pInv(creatInvestment());    // 调用factory函数

    ...    // 该怎么用怎么用pInv
}    // auto_ptr的析构函数自动调用 pInv

但是要注意咯，auto_ptr被销毁时，会自动删除它所指的物，所以一定注意不要让多个 auto_ptr 共同指向同一个对象。 当然为了预防这个问题 auto_ptr 有个不寻常的性质：若通过 copying 函数（copy构造函数 或 copy assignment 操作符 ）复制它们，它们会变成null，而复制所得的指针将取得 资源的唯一拥有权。

不是很懂？Ok，看下面：

std::auto_ptr<Investment> pInv1(createInvestment() );    // pInv1 指向 函数返回的对象

std::auto_ptr<Investment> pInv2(pInv1);    // 现在pInv2指向那个对象，pInv1 为 null

pInv1 = pInv2;    // 现在 pInv1指向那个对象，pInv2为 null

懂了吧，所以 auto_ptr并非管理动态分配资源的神兵利器，就像 STL 容器 就容不得 auto_ptr。


>RSCP替代方案，就是它——RSCP（reference-counting smart pointer，引用计数型智慧指针），这也是个智能指针， 它可以持续追踪共有多少对象指向某笔资源，并在无人指向它时自动删除该资源，这种行为类似于 垃圾回收（ garbage collection），不同的是 RSCP 无法打破 环状引用 ，例如两个RSCP互相指向对方。

TR1的 tr1::shared_ptr （条款54会说）就是个 RSCP，用它来写上面的函数：

void f()
{
    ...
    std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv1( createInvestment() );
    ...
}


auto_prt 和 tr1::shared_ptr 两者都在 析构函数内做 delete 而非 delete[] 动作（条款16会解释这两者不同），所以动态分配而得到的 array 上使用 auto_ptr 或 tr1::shared_ptr 是个错误的选择，遗憾的是这样也可以通过编译。

但是，可惜的是，并没有针对C++动态分配数组 而设计的类似上面两个智能指针的东西，即使在TR1中也不存在。因为 vector 和 string 几乎总是可以取代 动态分配 而得到的数组。如果还是想要这样的东西，就在Boost中寻找吧，那里的 boost::scoped_array 或者 boost::shared_array 类 ，会很适合你。



3.建议

如果你打算手工释放资源，容易发生某些错误，罐装式的资源管理类（例如 auto_ptr , tr1::shared_ptr）往往能比较轻松的遵循本条款忠告，但有时候所使用的资源是目前这些预制式的类无法妥善管理的。这样就需要你自己来制作自己的资源管理类。那并非非常困难，但是要看接下来的 条款14 和 条款15。



4.请记住

☆ 为防止资源泄漏，请使用RAII 对象，它们在构造函数中 获得资源并在析构函数中释放资源。

☆ 两个常被使用的RAII类 分别是 auto_ptr 和 tr1::shared_ptr。后者通常是较佳的选择，因为它 copy 行为比较直观。若选择 auto_ptr，复制动作会使它（被复制物）指向null。




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