RAII

RAII，全称资源获取即初始化（Resource Acquisition Is Initialization），它是在一些面向对象语言中的一种Programming idiom。RAII源于C++，在Java，C#，D，Ada，Vala和Rust中也有应用。1984-1989年期间，比雅尼·斯特劳斯特鲁普和Andrew Koenig (programmer)在设计C++异常时，为解决Resource management (computing)时的Exception safety性而使用了该用法，后来比雅尼·斯特劳斯特鲁普将其称为RAIIps=. I called this technique “resource acquisition is initialization.”。
RAII要求，资源的有效期与持有资源的Object lifetime严格绑定，即由对象的构造函数完成Resource allocation (computer)（获取），同时由析构函数完成资源的释放。在这种要求下，只要对象能正确地析构，就不会出现资源泄漏问题。

**作用**
RAII的主要作用是在不失代码简洁性的同时，可以很好地保证代码的异常安全性。
下面的C++实例说明了如何用RAII访问文件和互斥量：
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void write_to_file(const std::string & message)
{
// 创建关于文件的互斥锁
static std::mutex mutex;

// 在访问文件前进行加锁
std::lock_guard lock(mutex);

// 尝试打开文件
std::ofstream file("example.txt");
if (!file.is_open())
throw std::runtime_error("unable to open file");

// 输出文件内容
file 
C++保证了所有栈对象在生命周期结束时会被销毁(即调用析构函数)loc=chpt. 14.4.1 Using Constructors and Destructors，所以该代码是异常安全的。无论在write_to_file函数正常返回时，还是在途中抛出异常时，都会引发write_to_file函数的堆栈回退，而此时会自动调用lock和file对象的析构函数。
当一个函数需要通过多个局部变量来管理资源时，RAII就显得非常好用。因为只有被构造成功(构造函数没有抛出异常)的对象才会在返回时调用析构函数loc=chpt. 14.4.1 Using Constructors and Destructors，同时析构函数的调用顺序恰好是它们构造顺序的反序，这样既可以保证多个资源(对象)的正确释放，又能满足多个资源之间的依赖关系。
由于RAII可以极大地简化资源管理，并有效地保证程序的正确和代码的简洁，所以通常会强烈建议在C++中使用它。

**典型用法**
RAII在C++中的应用非常广泛，如C++标准库中的lock_guard便是用RAII方式来控制互斥量:
template  class lock_guard {
private:
Mutex& mutex_;
public:
lock_guard(Mutex& mutex) : mutex_(mutex) { mutex_.lock(); }
~lock_guard() { mutex_.unlock(); }
lock_guard(lock_guard const&) = delete;
lock_guard& operator=(lock_guard const&) = delete;
};
程序员可以非常方便地使用lock_guard，而不用担心异常安全问题
extern void unsafe_code();  // 可能抛出异常
using std::mutex;
using std::lock_guard;
mutex g_mutex;
void access_critical_section()
{
lock_guard lock(g_mutex);
unsafe_code();
}
实际上，C++标准库的实现就广泛应用了RAII，典型的如容器、智能指针等。

**RRID**
RAII还有另外一种被称为RRID(Resource Release Is Destruction)的特殊用法loc=chpt. 3.4 RRID，即在构造时没有“获取”资源，但在析构时释放资源。ScopeGuard和Boost.ScopeExit就是RRID的典型应用：
#include 
class ScopeGuard {
private:
typedef std::function destructor_type;
destructor_type destructor_;
bool dismissed_;
public:
ScopeGuard(destructor_type destructor) : destructor_(destructor), dismissed_(false) {}
~ScopeGuard()
{
if (!dismissed_) {
destructor_();
}
}
void dismiss() { dismissed_ = true; }
ScopeGuard(ScopeGuard const&) = delete;
ScopeGuard& operator=(ScopeGuard const&) = delete;
};
ScopeGuard通常用于省去一些不必要的RAII封装，例如
void foo()
{
auto fp = fopen("/path/to/file", "w");
ScopeGuard fp_guard(&fp() { fclose(fp); });
write_to_file(fp);                     // 异常安全
}
在D语言中，scope关键字也是典型的RRID用法，例如
void access_critical_section()
{
Mutex m = new Mutex;
lock(m); 
scope(exit) unlock(m);
unsafe_code();                  // 异常安全
}
Resource create()
{
Resource r = new Resource();
scope(failure) close(f);
preprocess(r);                  // 抛出异常时会自动调用close(r)
return r;
}

**与finally的比较**
虽然RAII和finally都能保证资源管理时的异常安全，但相对来说，使用RAII的代码相对更加简洁。
如比雅尼·斯特劳斯特鲁普所说，“在真实环境中，调用资源释放代码的次数远多于资源类型的个数，所以相对于使用finally来说，使用RAII能减少代码量。”
例如在Java中使用finally来管理Socket资源
void foo() {
Socket socket;
try {
socket = new Socket();
access(socket);
} finally {
socket.close();
}
}
在采用RAII后，代码可以简化为
void foo() {
try (Socket socket = new Socket()) {
access(socket);
}
}
特别是当大量使用Socket时，重复的finally就显得没有必要。

**参考资料**
 dead-url=no- dead-url= no- dead-url=no