什么是RAII机制
RAII是Resource Acquisition Is Initialization(翻译成 “资源获取即初始化”)的简称,是C 语言的一种管理资源、避免资源泄漏的惯用法,该方法依赖构造函数资和析构函数的执行机制。
RAII的做法是使用一个类对象,在对象的构造函数中获取资源,在对象生命期内控制对资源的访问,最后在对象消失时,其析构函数来释放获取的资源;
这里的资源可以是文件句柄,内存,Event,互斥量等等,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,我们在编程安全上,要求必须遵循以下几个步骤:
1. 申请资源
2. 使用资源
3. 释放资源
在步骤一和步骤二上,我们平时都比较容易把握,而资源的释放会因为种种编码原因容易被忽略,导致系统资源实际没有使用了,但却没有释放或者引发其他问题,影响了系统资源利用率。
没有使用RAII机制的弊端
那么我们为什么涉及资源管理时,建议使用RAII机制进行编码呢?
不推荐的编码方式片段:
while (TRUE) { //等待直到获得指定对象的所有权 EnterCriticalSection(&g_csLock); //关键代码段-begin if (g_nIndex < nMaxCnt) { cout << "Index = "<< g_nIndex << " "; cout << "Thread2 is runing" << endl; //权限释放,容易忘记 LeaveCriticalSection(&g_csLock); } else { //权限释放,容易忘记 LeaveCriticalSection(&g_csLock); //关键代码段-end break; } }
之所以不推荐这样的编码方式是因为EnterCriticalSection/LeaveCriticalSection必须配对使用,很需要依赖人,无法根本上解决问题,如果LeaveCriticalSection函数没有执行或者忘记添加该API很容易引发问题。
互斥锁应用RAII机制
为了从根本上解决问题,减少人为因素引发应用系统问题或者资源泄漏,在关键代码段和互斥量这两种锁上示范了如何应用RAII机制,简化多线程互斥编码。
关键代码段初始化和锁接口:
class CSLock{public: CSLock() { //构造函数时初始化关键代码段对象,获取资源 InitializeCriticalSection(&m_csLock); }~CSLock() { //析构函数时释放为关键代码段对象分配的所有资源,释放资源 DeleteCriticalSection(&m_csLock); } //生命周期内实现对象资源的管理(Lock/Unlock),使用资源 void Lock() { EnterCriticalSection(&m_csLock); }void Unlock() { LeaveCriticalSection(&m_csLock); } //阻止锁的拷贝和赋值private: CSLock (const CSLock& ); CSLock& operator = (const CSLock&);private: CRITICAL_SECTION m_csLock; };
创建互斥量对象和锁接口:
class CMutexLock{public: CMutexLock() { m_hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);//获取资源 }~CMutexLock() { CloseHandle(m_hMutex);//释放资源 }void Lock() { WaitForSingleobject(m_hMutex, INFINITE);//使用资源 }void Unlock() { ReleaseMutex(m_hMutex);//使用资源 } //阻止锁的拷贝和赋值private: CMutexLock(const CMutexLock&); CMutexLock& operator= (const CMutexLock&);private: HANDLE m_hMutex;};
类模板对象,再一次使用RAII机制管理锁对象的占用和释放,建议简化锁的应用,实现资源的自动回收
template<class T>class CLockGuard{public: CLockGuard(T& locker) :m_lockerObj(locker) { m_lockerObj.Lock(); }~CLockGuard() { m_lockerObj.Unlock(); }private: