Cosa si intende per Acquisizione risorsa è Inizializzazione (RAII)?

Question

Cosa si intende per Acquisizione risorsa è Inizializzazione (RAII)?

Answer 1

Si tratta di un linguaggio di programmazione che significa in breve che si

• incapsulare una risorsa in una classe (il cui costruttore di solito - ma non necessariamente ** - acquisisce la risorsa, e il suo distruttore rilascia sempre)
• utilizzare la risorsa tramite un'istanza locale della classe *
• la risorsa viene liberato automaticamente quando l'oggetto esce di portata

Questo garantisce ° a qualunque cosa accada mentre la risorsa è in uso, alla fine verrà liberata (indipendentemente dal ritorno normale, dalla distruzione dell'oggetto contenitore o da un'eccezione generata).

È una buona pratica ampiamente utilizzata in C++, perché oltre ad essere un modo sicuro per gestire le risorse, rende anche il codice molto più pulito in quanto non è necessario combinare il codice di gestione degli errori con la funzionalità principale.

*Aggiornamento: "locale" può significare una variabile locale o una variabile membro non statico di una classe. Nel secondo caso la variabile membro viene inizializzata e distrutta con il suo oggetto proprietario.

**Update2: come sottolineato @sbi, la risorsa, sebbene spesso allocata all'interno del costruttore, può anche essere allocata all'esterno e passata come parametro.

Answer 2

"RAII" sta per "Acquisizione delle risorse è di inizializzazione" e in realtà è piuttosto un termine improprio, in quanto non è risorsa acquisizione (e l'inizializzazione di un oggetto) che si occupa, ma rilasciando la risorsa (mediante distruzione di un oggetto).
Ma RAII è il nome che abbiamo e si attacca.

Al suo cuore, l'idioma dispone incapsulare risorse (blocchi di memoria, file aperti, mutex sbloccati, you-name-it) in , oggetti automatici locali, e avendo il distruttore di tale oggetto il rilascio del risorsa quando l'oggetto viene distrutto alla fine dell'ambito di appartenenza:

{ 
    raii obj(acquire_resource()); 
    // ... 
} // obj's dtor will call release_resource() 

Naturalmente, oggetti non sono sempre, oggetti automatici locali. Potrebbero essere anche membri di una classe:

class something { 
private: 
    raii obj_; // will live and die with instances of the class 
    // ... 
}; 

Se tali oggetti gestiscono la memoria, vengono spesso chiamati "puntatori intelligenti".

Ci sono molte varianti di questo. Ad esempio, nei primi frammenti di codice sorge la domanda che cosa succederebbe se qualcuno volesse copiare obj. La soluzione più semplice sarebbe semplicemente non consentire la copia. std::unique_ptr<>, un puntatore intelligente per far parte della libreria standard come descritto dal prossimo standard C++, fa questo.
Un altro puntatore intelligente di questo tipo, std::shared_ptr, contiene "proprietà condivisa" della risorsa (un oggetto assegnato dinamicamente) che contiene.Cioè, può essere liberamente copiato e tutte le copie si riferiscono allo stesso oggetto. Il puntatore intelligente tiene traccia di quante copie si riferiscono allo stesso oggetto e lo eliminerà quando l'ultimo viene distrutto.
Una terza variante è rappresentata da std::auto_ptr che implementa un tipo di semantica del movimento: un oggetto è di proprietà di un solo puntatore e il tentativo di copiare un oggetto risulterà (tramite l'hacking della sintassi) nel trasferimento della proprietà dell'oggetto alla destinazione di l'operazione di copia.

Answer 3

Il libro descrive C++ Programming with Design Patterns Revealed RAII come:

1. L'acquisizione di tutte le risorse
2. utilizzando le risorse
3. liberando risorse

Dove

• risorse sono ESECUZIONE come classi, e tutti i puntatori hanno wrapper di classe intorno a loro (rendendoli puntatori intelligenti).

• Le risorse vengono acquisite invocando i loro costruttori e rilasciate implicitamente (in ordine inverso di acquisizione) invocando i loro distruttori.

Answer 4

è un nome davvero terribile per un concetto incredibilmente potente, e forse una delle numero 1 cose che gli sviluppatori C++ perdere quando si passa ad altre lingue. C'è stato un po 'di movimento per provare a rinominare questo concetto come Scope-Bound Resource Management, anche se non sembra essersi ancora imbattuto.

Quando diciamo 'Risorsa' non intendiamo solo memoria: potrebbero essere handle di file, socket di rete, handle di database, oggetti GDI ... In breve, cose di cui abbiamo una fornitura limitata e quindi abbiamo bisogno essere in grado di controllare il loro utilizzo. L'aspetto "Scope-bound" significa che la durata dell'oggetto è legata all'ambito di una variabile, quindi quando la variabile esce dall'ambito, il distruttore rilascerà la risorsa. Una proprietà molto utile di questo è che garantisce una maggiore sicurezza delle eccezioni. Ad esempio, confronta:

RawResourceHandle* handle=createNewResource(); 
handle->performInvalidOperation(); // Oops, throws exception 
... 
deleteResource(handle); // oh dear, never gets called so the resource leaks 

Con l'RAII uno

class ManagedResourceHandle { 
public: 
    ManagedResourceHandle(RawResourceHandle* rawHandle_) : rawHandle(rawHandle_) {}; 
    ~ManagedResourceHandle() {delete rawHandle; } 
    ... // omitted operator*, etc 
private: 
    RawResourceHandle* rawHandle; 
}; 

ManagedResourceHandle handle(createNewResource()); 
handle->performInvalidOperation(); 

In quest'ultimo caso, quando viene generata l'eccezione e lo stack è svolto, le variabili locali vengono distrutte che assicura che la nostra risorsa è pulito e non perde.

Answer 5

La gestione manuale della memoria è un incubo che i programmatori hanno inventato modi per evitare dall'invenzione del compilatore. La programmazione dei linguaggi con i garbage collector semplifica la vita, ma a scapito delle prestazioni. In questo articolo - Eliminating the Garbage Collector: The RAII Way, l'ingegnere di Toptal Peter Goodspeed-Niklaus ci dà una sbirciatina nella storia dei netturbini e spiega come le nozioni di proprietà e di prestito possono aiutare ad eliminare i netturbini senza compromettere le loro garanzie di sicurezza.