RAII

RAII，全ぜん称しょう资源获取即そく初はつ始はじめ化か（英語えいご：Resource Acquisition Is Initialization），它是在ざい一いち些面めん向こう对象语言中なか的てき一いち种慣用かんよう法ほう。RAII源げん于C++，在ざいJava，C#，D，Ada，Vala和わRust中なか也有やゆう应用。1984-1989年ねん期き间，比ひ雅まさ尼に·斯特勞ろう斯特魯普和わ安德あんとく鲁·柯尼希まれ在ざい设计C++异常时，为解决資源しげん管理かんり时的異常いじょう安全あんぜん性せい而使用よう了りょう该用法ほう，后きさき来らい比ひ雅まさ尼に·斯特勞ろう斯特魯普将はた其称为RAII。

RAII要求ようきゅう，资源的てき有效ゆうこう期き与あずか持じ有ゆう资源的てき对象的てき生命せいめい期き严格绑定，即そく由よし对象的てき构造函数かんすう完成かんせい资源的てき分配ぶんぱい（获取），同どう时由析构函数かんすう完成かんせい资源的てき释放。在ざい这种要求ようきゅう下か，只ただ要よう对象能のう正せい确地析构，就不会かい出で现资源泄漏问题。

作用さよう

RAII的てき主要しゅよう作用さよう是ぜ在ざい不ふ失しつ代だい码简洁性的てき同どう时，可か以很好こう地保じほ证代码的异常安全あんぜん性せい。

下面かめん的てきC++实例说明了りょう如何いか用ようRAII访问文ぶん件けん和わ互斥量りょう：

#include <string>
#include <mutex>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>
 
void write_to_file(const std::string & message)
{
    // 创建关于文ぶん件けん的てき互斥锁
    static std::mutex mutex;
 
    // 在ざい访问文ぶん件けん前ぜん进行加か锁
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
 
    // 尝试打だ开文件けん
    std::ofstream file("example.txt");
    if (!file.is_open())
        throw std::runtime_error("unable to open file");
 
    // 输出文ぶん件けん内容ないよう
    file << message << std::endl;
 
    // 当とう离开作用さよう域いき时，文ぶん件けん句柄くがら会かい被ひ首くび先さき析构 (不ふ管かん是ぜ否いな抛ほう出で了りょう异常)
    // 互斥锁也会かい被ひ析构 (同どう样地，不ふ管かん是ぜ否いな抛ほう出で了りょう异常)
}

C++保ほ证了所有しょゆう栈对象ぞう在ざい生命せいめい周期しゅうき结束时会被ひ销毁(即そく调用析构函数かんすう)，所以ゆえん该代码是异常安全あんぜん的てき。无论在ざいwrite_to_file函数かんすう正常せいじょう返かえし回かい时，还是在ざい途中とちゅう抛ほう出で异常时，都会とかい引发write_to_file函数かんすう的てき堆うずたか栈回退すさ，而此时会自じ动调用ようlock和わfile对象的てき析构函数かんすう。

当とう一个函数需要通过多个局部变量来管理资源时，RAII就显得どく非常ひじょう好このみ用よう。因よし为只有ゆう被ひ构造成功せいこう(构造函数かんすう没ぼつ有ゆう抛ほう出で异常)的てき对象才ざい会かい在ざい返かえし回かい时调用よう析构函数かんすう，同どう时析构函数すう的てき调用顺序恰好かっこう是ぜ它们构造顺序的てき反はん序じょ，这样既すんで可か以保证多个资源げん(对象)的てき正せい确释放，又また能のう满足多た个资源げん之の间的依よ赖关系けい。

由よし于RAII可か以极大地だいち简化资源管理かんり，并有效ゆうこう地保じほ证程序じょ的てき正せい确和代だい码的简洁，所以ゆえん通常つうじょう会かい强烈きょうれつ建けん议在C++中ちゅう使用しよう它。

典型てんけい用法ようほう

RAII在ざいC++中ちゅう的てき应用非常ひじょう广泛，如C++标准库中なか的てきlock_guard便びん是ぜ用ようRAII方式ほうしき来らい控ひかえ制せい互斥量りょう:

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;
};

程ほど序じょ员可以非常ひじょう方便ほうべん地ち使用しようlock_guard，而不用よう担心异常安全あんぜん问题

extern void unsafe_code();  // 可能かのう抛ほう出で异常

using std::mutex;
using std::lock_guard;

mutex g_mutex;

void access_critical_section()
{
    lock_guard<mutex> lock(g_mutex);
    unsafe_code();
}

实际上じょう，C++标准库的てき实现就广泛应用よう了りょうRAII，典型てんけい的てき如容器ようき、智能ちのう指ゆび针等ひとし。

RRID

RAII还有另外一种被称为RRID(Resource Release Is Destruction)的てき特殊とくしゅ用法ようほう，即そく在ざい构造时没有ゆう“获取”资源，但ただし在ざい析构时释放资源。ScopeGuard和かずBoost.ScopeExit就是RRID的てき典型てんけい应用：

#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通どおり常用じょうよう于省去さ一いち些不必要ひつよう的てきRAII封ふう装そう，例れい如

void foo()
{
    auto fp = fopen("/path/to/file", "w");
    ScopeGuard fp_guard([&fp]() { fclose(fp); });

    write_to_file(fp);                     // 异常安全あんぜん
}

在ざいD语言中なか，scope关键字じ也是典型てんけい的てきRRID用法ようほう，例れい如

void access_critical_section()
{
    Mutex m = new Mutex;
    lock(m); 
    scope(exit) unlock(m);

    unsafe_code();                  // 异常安全あんぜん
}

Resource create()
{
    Resource r = new Resource();
    scope(failure) close(f);

    preprocess(r);                  // 抛ほう出で异常时会自じ动调用ようclose(r)
    return r;
}

與あずかfinally的てき比較ひかく

虽然RAII和わfinally都と能のう保ほ证资源げん管理かんり时的异常安全あんぜん，但ただし相あい对来说，使用しようRAII的てき代だい码相对更加か简洁。 如比ひ雅まさ尼に·斯特劳斯特とく鲁普所ところ说，“在ざい真ま实环境さかい中ちゅう，调用资源释放代だい码的次数じすう远多于资源げん类型的てき个数，所以ゆえん相しょう对于使用しようfinally来らい说，使用しようRAII能のう减少代だい码量。”

例れい如在Java中ちゅう使用しようfinally来らい管理かんりSocket资源

void foo() {
    Socket socket;
    try {
        socket = new Socket();
        access(socket);
    } finally {
        socket.close();
    }
}

在ざい采さい用ようRAII后きさき，代だい码可以简化か为

void foo() {
    try (Socket socket = new Socket()) {
        access(socket);
    }
}

特とく别是当とう大量たいりょう使用しようSocket时，重じゅう复的finally就显得とく没ぼつ有ゆう必要ひつよう。

参考さんこう资料

• Stroustrup, Bjarne. The C++ Programming Language [C++程ほど序じょ设计语言]. Addison-Wesley. 2000 [2014-09-29]. ISBN 0-201-70073-5. （原始げんし内容ないよう存そん档于2014-06-30） （英えい语）. 
• Stroustrup, Bjarne. The Design and Evolution of C++ [C++语言的てき设计和わ演えんじ化か]. Addison-Wesley. 1994 [2014-09-29]. ISBN 0-201-54330-3. （原始げんし内容ないよう存そん档于2023-06-06） （英えい语）. 
• Wilson, Matthew. ,Imperfect C++ [Imperfect C++中ちゅう文ぶん版ばん]. Addison-Wesley. 2004 [2023-11-10]. ISBN 0321228774. （原始げんし内容ないよう存そん档于2023-06-05） （英えい语）.