Effective C++ 14:资源管理类要特别注意拷贝行为
Item 14: Think carefully about copying behavior in resource-managing classes.
在Item 13:使用对象来管理资源中提出了基于RAII的资源管理对象,auto_ptr
和shared_ptr
。
智能指针可以有不同的拷贝策略。当你实现这样一个资源管理对象时,需要特别注意。比如一个典型的RAII风格的互斥锁实现:
class Lock {
public:
explicit Lock(Mutex *pm):mutexPtr(pm){
lock(mutexPtr);
}
~Lock(){ unlock(mutexPtr); }
private:
Mutex *mutexPtr;
};
用
explicit
限定构造函数,可以防止隐式转换的发生:Lock l = pm
。
该互斥锁的使用方式很简单,只需要为每个临界区创建一个C++代码块,在其中定义Lock
的局部变量:
Mutex m; // 定义互斥锁
{ // 创建代码块,来定义一个临界区
Lock m1(&m); // 互斥锁加锁
... // 临界区操作
} // m1退出作用域时被析构,互斥锁自动解锁
当m1
被复制时情况会怎样?把当前作用域的代码加入到同一个临界区中?拷贝互斥锁并定义一个新的临界区?还是简单地给互斥锁换一个资源管理者?
资源管理对象的拷贝行为取决于资源本身的拷贝行为,同时资源管理对象也可以根据业务需要来决定自己的拷贝行为。可选的拷贝行为不外乎下面这四种:
- 禁止拷贝。简单地私有继承一个
Uncopyable
类便可以让它禁止拷贝。参见:Item 6:禁用那些不需要的缺省方法。 -
引用计数,采用
shared_ptr
的逻辑。恰好shared_ptr
构造函数提供了第二个参数deleter
,当引用计数到0时被调用。 所以Lock
可以通过聚合一个shared_ptr
成员来实现引用计数:class Lock{ public: explicit Lock(Mutex *pm): mutexPtr(pm, unlock){ lock(mutexPtr.get()); } private: std::shared_ptr<Mutex> mutexPtr; } // `Lock`的析构会引起`mutexPtr`的析构,而`mutexPtr`计数到0时`unlock(mutexPtr.get())`会被调用。 };
- 拷贝底层资源。当你可以任意拥有底层资源时,可以直接拷贝它。比如
string
的行为:内存存有指向对空间的指针,当它被复制时会复制那片空间。 - 转移底层资源的所有权。
auto_ptr
就是这样做的,把资源移交给另一个资源管理对象,自己的资源置空。
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