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第14條： 要留心資源管理類中的復(fù)制行為
第 13 條 中介紹了“資源獲取即初始化”（ Resource Acquisition Is Initialization ，簡(jiǎn)稱 RAII ）的概念，它是資源管理的主要內(nèi)容。同時(shí)第 13 條 中 還使用 auto_ptr 和 tr1::shared_ptr 作為示例，描述了這一概念是如何管理堆上的資源的。然而并不是所有的資源都分配于堆上，對(duì)于不分配于堆上的資源，類似于 auto_ptr 和 tr1::shared_ptr 這一類的智能指針并不適合于處理它們。這是千真萬(wàn)確的，你必須不時(shí)地自己動(dòng)手，創(chuàng)建自己的資源管理類。
舉例說(shuō)，你正使用一個(gè) C 語(yǔ)言的 API 所提供 的 lock 和 unlock 函 數(shù) 來(lái)處理 Mutex 類型的互斥對(duì)象：
void lock(Mutex *pm); // 通過(guò) pm 為互斥量上鎖
void unlock(Mutex *pm); // 為互斥量解鎖
為了確保你曾上鎖的互斥量都得到解鎖，你應(yīng)該自己編寫一個(gè)類來(lái)管理互斥鎖。這樣的類的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)遵 循 RAII 的 原理，那就是：資源在構(gòu)造過(guò)程中獲得，在析構(gòu)過(guò)程中釋放：
class Lock {
public:
explicit Lock(Mutex *pm)
: mutexPtr(pm)
{ lock(mutexPtr); } // 獲取資源
~Lock() { unlock(mutexPtr); } // 釋放資源
private:
Mutex *mutexPtr;
};
客戶端程序員通過(guò)傳統(tǒng) 的 RAII 風(fēng) 格來(lái)使用 Lock 類：
Mutex m; // 定義互斥量以便使用
...
{ // 創(chuàng)建程序塊用來(lái)定義臨界區(qū)
Lock ml(&m); // 為互斥量上鎖
... // 進(jìn)行臨界區(qū)操作
} // 在程序塊末尾互斥量將自動(dòng)解鎖
這樣可以正常工作，但是如果復(fù)制一個(gè) Lock 對(duì)象，將會(huì)發(fā)生些什么呢？
Lock ml1(&m); // 為 m 上鎖
Lock ml2(ml1); // 把 ml1 復(fù)制給 ml2
// 將會(huì)發(fā)生什么呢？
有一個(gè)問(wèn)題是所有 的 RAII 類創(chuàng)建者必須面對(duì)的，那就是：當(dāng)復(fù)制一個(gè) RAII 對(duì)象時(shí)需要做些什么呢？以上是對(duì)于這個(gè)一般化問(wèn)題的一個(gè)較具體的示例。大多數(shù)時(shí)候，以下四種可行的方案供你選擇。
l 禁止復(fù)制。 在許多情況下，允許 RAII 被復(fù)制沒(méi)有任何意義。比如對(duì)于 Lock 類來(lái)說(shuō)就是這樣，因?yàn)閺?fù)制同步原型在大多數(shù)情況下都沒(méi)有什么意義。當(dāng)復(fù)制一個(gè) RAII 類無(wú)意義時(shí)，你就應(yīng)該禁止它。第 6 條中詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)方法：將拷貝賦值運(yùn)算符聲明為私有的。對(duì)于 Lock 而言，應(yīng)該是下面的情形：
class Lock: private Uncopyable { // 防止復(fù)制 — 參見(jiàn)第 6 條
public:
... // 同上
};
l 為基礎(chǔ)資源進(jìn)行引用計(jì)數(shù)。 有時(shí)，我們期望能保留對(duì)一個(gè)資源的所有權(quán)，直到其所涉及的最后一個(gè)對(duì)象被刪除為止。在這種情況下，復(fù)制一個(gè) RAII 對(duì)象將會(huì)添加一個(gè)引用資源對(duì)象的計(jì)數(shù)。這就是 tr1::shared_ptr 所使用的“復(fù)制”的含義。
通常情況下， RAII 類可以通過(guò)包含一個(gè) tr1::shared_ptr 數(shù)據(jù)成員來(lái)實(shí)現(xiàn)引用計(jì)數(shù)復(fù)制行為。舉例說(shuō)，如果 Lock 曾希望使用引用計(jì)數(shù)，它可能會(huì)將 mutexPtr 的類型從 Mutex* 更改為 tr1::shared_ptr<Mutex> 。但是不幸的是， tr1::shared_ptr 默認(rèn)的行為是：當(dāng)引用計(jì)數(shù)值變?yōu)榱銜r(shí)，刪除其所指向的內(nèi)容，但這不是我們想要的。當(dāng)一個(gè) Mutex 用完時(shí)，我們希望對(duì)其進(jìn)行的操作是解鎖，而不是刪除它。
所幸的是， tr1::shared_ptr 允許定義一個(gè)“刪除器”，它是一個(gè)函數(shù)或一個(gè)函數(shù)對(duì)象，在引用計(jì)數(shù)值為零時(shí)，它將得到調(diào)用。（ auto_ptr 并不包含這一特性，它總是刪除它所指向的內(nèi)容。）刪除器可作為 tr1::shared_ptr 構(gòu)造函數(shù)的另一個(gè)可選參數(shù)，所以代碼應(yīng)該是這樣的：
class Lock {
public:
explicit Lock(Mutex *pm) // 初始化 shared_ptr ，參數(shù)為
: mutexPtr(pm, unlock) // 所指向的互斥量和解鎖函數(shù)
lock(mutexPtr.get()); // 關(guān)于 "get" 的信息請(qǐng)參見(jiàn)第 15 條
}
private:
std::tr1::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;
}; // 使用 shared_ptr 而不是裸指針
在本示例中，請(qǐng)注意 Lock 類不再聲明析構(gòu)函數(shù)。這是因?yàn)槲覀儾辉傩枰恕５?/span> 5 條中介紹了一個(gè)類的析構(gòu)函數(shù)（無(wú)論是編譯器自動(dòng)生成的還是用戶自定義的）會(huì)自動(dòng)為類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行析構(gòu)。本示例中 mutexPtr 就將被自動(dòng)析構(gòu)。 當(dāng)互斥量的引用計(jì)數(shù)變?yōu)榱銜r(shí)， 析構(gòu)函數(shù)會(huì)析構(gòu) mutexPtr ，然而此時(shí)實(shí)際上 將會(huì)調(diào)用 tr1::shared_ptr 的刪除器 unlock 。（通常你應(yīng)該為這個(gè)類的代碼添加一段注釋，告訴人們你并沒(méi)有忘記編寫析構(gòu)函數(shù)，而是把工作留給了編譯器自動(dòng)生成的默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)。這樣人們思路會(huì)更清晰一些。他們會(huì)感激你的。）
l 復(fù)制主要的資源。 一些時(shí)候，你可以在需要的情況下為資源復(fù)制出任意份數(shù)的副本，此時(shí)你需要一個(gè)資源管理類的唯一理由就是：確保每份副本在其工作完成之后得到釋放。在這種情況下，復(fù)制資源管理對(duì)象的同時(shí)，也要復(fù)制出其涉及的資源。也可以說(shuō)，復(fù)制一個(gè)資源管理對(duì)象時(shí)，將進(jìn)行“深度復(fù)制”。
標(biāo)準(zhǔn) string 類型的一些實(shí)現(xiàn)版本中，包含著一個(gè)指向堆內(nèi)存的指針，這個(gè)指針?biāo)赶虻木褪亲址４娴奈恢谩＿@樣的 string 對(duì)象包含著一個(gè)指向堆內(nèi)存的指針。當(dāng)一個(gè) string 對(duì)象被復(fù)制完成之后，復(fù)制出的這一副本將由這一指針和其指向的內(nèi)存共同組成。這樣的 string 就進(jìn)行了一次深度復(fù)制。
l 傳遞主要資源的所有權(quán)。 在少數(shù)情況下，你可能需要確保僅僅有一個(gè) RAII 對(duì)象引用了一個(gè)未定義類型的資源，當(dāng)復(fù)制這一 RAII 對(duì)象時(shí)，資源的所有權(quán)也從源對(duì)象傳遞到目標(biāo)對(duì)象了。如同第 13 條中所解釋的，這是通過(guò) auto_ptr 所實(shí)現(xiàn)的“復(fù)制”的含義。
拷貝函數(shù)（拷貝構(gòu)造函數(shù)和拷貝賦值運(yùn)算符）可能由編譯器自動(dòng)生成，但是如果編譯器自動(dòng)生成版本無(wú)法滿足你的需要（第 5 條中解釋了 C++ 中的默認(rèn)行為），你就應(yīng)該自己編寫這些漢書。在一些情況下，你可能還會(huì)需要這些函數(shù)的范型版本。這些版本將在第 45 條中介紹。
牢記在心
l 復(fù)制一個(gè) RAII 對(duì)象的同時(shí)也要復(fù)制其所管理的對(duì)象，所以資源管理的復(fù)制行為由 RAII 對(duì)象的復(fù)制行為決定。
l 一般的 RAII 類在復(fù)制時(shí)應(yīng)遵循兩條原則：不允許使用復(fù)制，要進(jìn)行資源計(jì)數(shù)。但也不要拘泥于這兩個(gè)原則。