13 以对象管理资源
- 资源就是一旦使用，将来必须还给系统，C++最常使用的资源是动态分配内存，除此之外常见的资源还包括文件描述器、互斥锁、图形界面的字型和笔刷、数据库连接以及网络sockets
- 基于对象管理资源建立在C++对构造函数、析构函数、copying函数的基础上
// 假设A是root class，B是派生类
B* createB(); // 条款7中提到的工厂函数，调用后需要删除
void f()
{
B* pB = createB();
...
delete pB;
}
- 这样看起来没问题，但假如“...”中有一个return或者抛出一个异常，或delete位于一个由于某个continue过早退出的循环中，这样delete就会被略过，泄漏的不只是内含对象B的内存，还包括对象B保存的任何资源
- 为了确保createB返回的对象总被释放，借用C++的析构函数自动调用机制，将资源放进对象中，当控制流离开f，该对象的析构函数会自动释放资源
- 许多资源被动态分配于heap内而后被用于单一区块或函数内，它们应在控制流离开那个区块或函数时被释放，标准库提供的智能指针就是为此而设计的，其析构函数自动对其所指对象调用delete
#include <memory>
void f()
{
std::shared_ptr<B> pB(createB());
...
}
- 以对象管理资源的关键想法是，使用RAII对象，获得资源后立即放进管理对象，管理对象运用析构函数确保资源被释放
- shared_ptr在析构函数内做delete而不是delete[]，所以不能给动态分配的array用智能指针，并没有特别针对C++动态分配数组而设计的类似shared_ptr的东西，因为vector和string几乎总是可以取代动态分配的数组，如果希望针对数组设计智能指针，Boost中有boost::shared_array
14 在资源管理类中小心copying行为
- 并非所有资源都是heap-based，对这些资源智能指针往往不适合resource handlers，因此偶尔需要建立自己的资源管理类，例如使用C API函数处理Mutex类型的互斥器对象，有lock和unlock两函数可用
void lock(Mutex* pm); // 锁定pm所指的互斥器
void unlock(Mutex* pm);
- 为确保不会忘记将一个被锁住的Mutex解锁，建立一个基本结构遵循RAII守则的class来管理
class Lock{
public:
explicit Lock(Mutex* mu) : mutexPtr(mu)
{
lock(mutexPtr);
}
~Lock()
{
unlock(mutexPtr);
}
private:
Mutex* mutexPtr;
};
// 客户对Lock的用法符合RAII
Mutex m; // 定义互斥器
...
{ // 建立一个区块用来定义critical section
Lock m1(&m); // 锁定互斥器
... //执行critical section 内的操作
} // 在区块末尾，自动解除互斥器的锁
// 这很好，但如果RAII对象被复制是不合理的
Lock m2(&m); // 锁定m
Lock m3(m2); // 将m2复制到m3上
- 如果RAII对象复制，意味着同一资源被多个管理类管理，资源管理应该有独占性，因此有以下选择
- 禁止复制，参考条款6（阻止拷贝的方式）
- 对底层资源使用引用计数，如将Mutex*改为shared_ptr<Mutex>，不过shared_ptr是在引用计数为0时删除所指物，对于Mutex我们想做的动作是锁定而不是删除，可以自己定义删除器，删除器在引用计数为0时被调用
- 复制底部资源，进行深拷贝。若某类中含有堆或其他资源，该类对象复制时，资源重新分配的过程就是深拷贝，反之则为浅拷贝，浅拷贝前后两个指针指向同一对象，浅拷贝资释放时会因为资源归属不清导致出错
- 转移底层资源的拥有权，即利用unique_ptr
15 在资源管理类中提供对原始资源的访问
16 成对使用new和delete时要采取相同形式
- 使用一条new表达式时，实际执行了三步操作
- new表达式调用标准库中的operator new（或operator new[]）函数，该函数分配一块足够大的、原始的、未命名的内存空间以便存储特定类型的对象（或对象的数组）
- 编译器针对此内存调用一个或多个构造函数来构造对象，并为其传入初始值
- 对象被分配空间并构造完成，返回一个指向该对象的指针
- delete则执行两步操作
- 先调用一个或多个析构函数
- 编译器调用标准库中的operator delete（或operator[]）函数释放内存
- delete时要采用和new相同的形式，否则会造成未定义错误
std::string str1 = new std::string;
std::string str2 = new std::string[100];
delete str1;
delete [] str2;
- 注意typedef时可能会隐藏创建的是数组这一信息
typedef std::string Arr[4];
std::string* p = new Arr; // Arr是一个数组
delete [] p; // 必须匹配数组对应的delete形式
17 以独立语句将newed对象置入智能指针
int f();
void g(shared_ptr<A> p, int f);
g(shared_ptr<A>(new A), f());
- 编译器产生g的结果之前必须先计算传递的实参，于是在调用g之前，编译器必须先创建代码完成三件事
- 调用f
- 执行new A表达式
- 调用shared_ptr构造函数
- 完成顺序与编译器的实现有关，但new一定执行于shared_ptr构造之前。对f的调用可以排在第一第二或第三，如果排在第二，最终顺序是
- 执行new A表达式
- 调用f
- 调用shared_ptr构造函数
- 如果调用f发生异常，则new A返回的指针还未置于shared_ptr就丢失了，于是发生了资源泄露
- 解决方法很简单，分离语句，以独立语句将new出来的对象存储在智能指针中
shared_ptr<A> p(new A);
g(p, f);
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