RAII

RAII全稱為Resource Acquisition Is Initialization，它是在一些物件導向語言中的一種慣用法。RAII源於C++，在Java，C#，D，Ada，Vala和Rust中也有應用。1984-1989年期間，比雅尼·斯特勞斯特魯普和安德魯·柯尼希在設計C++異常時，為解決資源管理時的異常安全性而使用了該用法，後來比雅尼·斯特勞斯特魯普將其稱為RAII。
RAII要求，資源的有效期與持有資源的物件的生命期嚴格繫結，即由物件的建構函式完成資源的分配（取得），同時由解構函式完成資源的釋放。在這種要求下，只要物件能正確地解構，就不會出現資源泄露問題。

作用

RAII的主要作用是在不失程式碼簡潔性的同時，可以很好地保證程式碼的異常安全性。
下面的C++實體說明了如何用RAII存取檔案和互斥量：
#include <string>#include <mutex>#include <iostream>#include <fstream>#include <stdexcept>
 
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<std::mutex> 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 << message << std::endl;
 
    // 当离开作用域时，文件句柄会被首先析构 (不管是否抛出了异常)
    // 互斥锁也会被析构 (同样地，不管是否抛出了异常)}
C++保證了所有棧物件在生命周期結束時會被銷毀(即呼叫解構函式)，所以該程式碼是異常安全的。無論在write_to_file函式正常返回時，還是在途中丟擲異常時，都會引發write_to_file函式的堆疊回退，而此時會自動呼叫lock和file物件的解構函式。
當一個函式需要通過多個局部變數來管理資源時，RAII就顯得非常好用。因為只有被構造成功(建構函式沒有丟擲異常)的物件才會在返回時呼叫解構函式，同時解構函式的呼叫順序恰好是它們構造順序的反序，這樣既可以保證多個資源(物件)的正確釋放，又能滿足多個資源之間的依賴關係。
由於RAII可以極大地簡化資源管理，並有效地保證程式的正確和程式碼的簡潔，所以通常會強烈建議在C++中使用它。

典型用法

RAII在C++中的應用非常廣泛，如C++標準庫中的lock_guard便是用RAII方式來控制互斥量:
template <class Mutex> 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;};
程式設計師可以非常方便地使用lock_guard，而不用擔心異常安全問題
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<mutex> lock(g_mutex);
    unsafe_code();}
實際上，C++標準庫的實現就廣泛應用了RAII，典型的如容器、智慧型指標等。

RRID

RAII還有另外一種被稱為RRID(Resource Release Is Destruction)的特殊用法，即在構造時沒有「取得」資源，但在解構時釋放資源。ScopeGuard和Boost.ScopeExit就是RRID的典型應用：
#include <functional>class ScopeGuard {private:
    typedef std::function<void()> 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通常用於省去一些不必要的RAII封裝，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語言中，scope關鍵字也是典型的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;}

與finally的比較

雖然RAII和finally都能保證資源管理時的異常安全，但相對來說，使用RAII的程式碼相對更加簡潔。
如比雅尼·史特勞斯特魯普所說，「在真實環境中，呼叫資源釋放程式碼的次數遠多於資源類型的個數，所以相對於使用finally來說，使用RAII能減少程式碼量。」
例如在Java中使用finally來管理Socket資源
void foo() {
    Socket socket;
    try {
        socket = new Socket();
        access(socket);
    } finally {
        socket.close();
    }}
在採用RAII後，程式碼可以簡化為
void foo() {
    try (Socket socket = new Socket()) {
        access(socket);
    }}
特別是當大量使用Socket時，重複的finally就顯得沒有必要。