RAII妙用ScopeExit 巧妙使用RAII中的ScopeExit

时间:2021-05-06 程序喵大人人气:0

想了解巧妙使用RAII中的ScopeExit的相关内容吗，程序喵大人在本文为您仔细讲解RAII妙用ScopeExit的相关知识和一些Code实例，欢迎阅读和指正，我们先划重点：RAII妙用ScopeExit,RAII妙用，下面大家一起来学习吧。

什么是RAII

Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化，将资源的生命周期与一个对象的生命周期绑定，举例来说就是，把一些资源封装在类中，在构造函数请求资源，在析构函数中释放资源且绝不抛出异常，而一个对象在生命周期结束时会自动调用析构函数，即资源的生命周期与一个对象的生命周期绑定。

RAII的应用

见如下代码：

std::mutex mutex;
void func() {}
void NoRAII() {
    mutex.lock();
    func();
    if (xxx) {
        mutex.unlock();// 多次需要调用unlock()，还有可能忘记调用unlock导致一直持有锁
        return;
    }
    ...
    mutex.unlock();
}
void RAII() { // 不需要显式调用unlock
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
    func();
    if (xxx) {
        return;
    }
    ...
    return;
}

RAII的应用非常多，C++的STL基本都遵循RAII规范，典型的如vector, string, lock_guard, unique_lock, shared_ptr, unique_ptr等，这里不会介绍这些STL的使用，相信大家也都会使用，如果有相关需求可以留言。

RAII的巧用

最近研究了boost中的ScopeExit，发现这是个很高级的特性，利用RAII特性，可以在作用域结束时自动关闭已经打开的资源或做某些清理操作，类似于unique_ptr，但又比unique_ptr方便，不需要自定义delete函数。
举例: 如果没有ScopeExit

void test () {
    char *test = new char[100];
    if (a) {
        delete[] test; // count 1
        return;
    }
    xxx;
    if (b) {
        delete[] test; // count 2
        return;
    }
    ...
    delete[] test; // count 3
}

使用了ScopeExit

void test () {
    char *test = new char[100];
    std::ofstream ofs("test.txt");
    ScopeExit {
        delete[] test; // 在test函数生命周期结束后自动执行delete[]操作
      ofs.close(); // 在生命周期结束后自动关闭文件，这里只是举个不恰当例子，ofstream自动生命周期结束后就会关闭
    };
    if (a) {
        return;
    }
    xxx;
    if (b) {
        return;
    }
    ...
}

当然，正常C++代码不鼓励使用裸指针，可以使用智能指针来申请资源，这里只是举个例子，使用ScopeExit也可以用于处理文件资源的关闭等等。

两者代码比较后优劣程度显而易见，不使用ScopeExit需要在return前多次做资源清理操作，而使用了ScopeExit则只需做一次声明后在作用域结束后会自动进行相关的资源清理操作，方便而且不易出错。

ScopeExit实现

这里参考boost使用C++11实现了一套ScopeExit机制

class ScopeExit {
   public:
    ScopeExit() = default;

    ScopeExit(const ScopeExit&) = delete;
    void operator=(const ScopeExit&) = delete;

    ScopeExit(ScopeExit&&) = default;
    ScopeExit& operator=(ScopeExit&&) = default;

    template <typename F, typename... Args>
    ScopeExit(F&& f, Args&&... args) {
        func_ = std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...);
    }

    ~ScopeExit() {
        if (func_) {
            func_();
        }
    };

   private:
    std::function<void()> func_;
};

#define _CONCAT(a, b) a##b
#define _MAKE_SCOPE_(line) ScopeExit _CONCAT(defer, line) = [&]()

#undef SCOPE_GUARD
#define SCOPE_GUARD _MAKE_SCOPE_(__LINE__)

使用方式如下:

void test () {
    char *test = new char[100];
    std::ofstream ofs("test.txt");
    SCOPE_GUARD{
        delete[] test;
        ofs.close();
    };
    if (a) {
        return;
    }
    ...
    if (b) {
        return;
    }
    ...
}

RAII还有很多有趣的妙用，后续还会介绍，请持续关注。

加载全部内容