C++ 惯用法之 RAII

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）资源获取即初始化，是 C++ 中最基本、应用最广范的惯用法（idiom）之一。

RAII 的基本思想是通过构造/析构函数，对资源的获取/释放进行封装，然后借助局部对象的自动生命周期来管理资源。使用 RAII 可以让用户无需手动管理资源的获取/释放，减少出错的机会。不仅如此，RAII 还是异常安全的：即使获取资源后，在使用资源的过程中抛出异常，也可以自动释放，避免资源泄露。

C++ 标准库里面有很多 RAII 的例子，如 unique_ptr、lock_guard、fstream、string 以及 vector 等各类容器。我们在实现自己的类时，也要尽量遵循 RAII。

一些例子

C++ 核心指南 R.1: 通过资源句柄和 RAII 自动管理资源

// BAD
void send(X* x, string_view destination)
{
    auto port = open_port(destination);
    my_mutex.lock();
    // ...
    send(port, x);
    // ...

    // 在此之前一旦函数提前返回/抛出异常，将导致资源泄露！
    my_mutex.unlock();
    close_port(port);
    delete x;
}

// GOOD
void send(unique_ptr<X> x, string_view destination)
{
    Port port{destination};
    lock_guard<mutex> guard{my_mutex};
    // ...
    send(port, x);
    // ...
} // 自动释放 my_mutex、关闭 port，并删除 x 指向的对象

C++ 核心指南 CP.20：使用 RAII，不要直接用 lock()/unlock()

mutex mtx;

// BAD
void do_stuff()
{
    mtx.lock();
    // ...
    // 如果抛出异常，导致 mtx 不被释放！
    mtx.unlock();
}

// GOOD
void do_stuff()
{
    unique_lock<mutex> lck {mtx};
    // 即使抛出异常， mtx 会自动释放！
}

C++ 核心指南 P.8：不要泄露任何资源

// BAD
void f(char* name)
{
    FILE* input = fopen(name, "r");
    // ...
    // bad: 如果 something == true，导致文件句柄泄漏！
    if (something) return;
    // ...
    // 如果在此之前的代码抛出异常，也会导致文件句柄泄露！
    fclose(input);
}

// GOOD
void f(char* name)
{
    ifstream input {name};
    // ...
    if (something) return;
    // ...
    // 只要离开函数作用域，自动释放文件句柄
}