如何對(duì)C++資源管理內(nèi)容分析研究

這篇文章給大家介紹如何對(duì)C++資源管理內(nèi)容分析研究，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。

下面進(jìn)行對(duì)C++資源管理的問(wèn)題進(jìn)行講解，那么首先要對(duì)C++語(yǔ)言的概念進(jìn)行了解，所謂C++語(yǔ)言：它是一種使用非常廣泛的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，C++已經(jīng)成為當(dāng)今主流程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中最復(fù)雜的一員。

首先簡(jiǎn)要的介紹一下 RAII 。這個(gè)思想的基本手法是對(duì)于一種想要使用的資源，為其書(shū)寫(xiě)一個(gè) guard 類，在該類的構(gòu)造函數(shù)里進(jìn)行資源的請(qǐng)求，在析構(gòu)函數(shù)里進(jìn)行資源的釋放。例如假設(shè)我們想管理一個(gè)互斥鎖，可能的方式是：

struct  lock_guard    {              lock_guard() { lock ();}       ~ lock_guard() {unlock();}      } ;

此后，對(duì)這個(gè)對(duì)象使用什么內(nèi)存管理方式，也就等價(jià)于對(duì)這個(gè)互斥鎖使用什么內(nèi)存管理方式。借助于 RAII ，以后我們可以只討論內(nèi)存資源的管理方式，其它資源的管理方式可以使用 RAII 來(lái)同樣的實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)很自然的獲得了資源管理的 3 種方式：基于堆的動(dòng)態(tài)方式、基于棧的自動(dòng)方式和全局。值得一提的是，這 3 種方式中比較不容易出錯(cuò)的后兩種實(shí)際上可以解決大部分的資源管理需求。

因?yàn)榻^大部分資源，都屬于獲取 - 使用 - 釋放型的，例如很多同步對(duì)象，文件鎖， WinGDI 里的許多 GDI 對(duì)象。我們?nèi)狈芾淼?，只有那些一次獲得，多個(gè)環(huán)境擁有，并且只能有一次釋放的少數(shù)資源。

回到內(nèi)存模型來(lái)看，有一點(diǎn)讓我們無(wú)法將內(nèi)存與其它資源等同（反過(guò)來(lái)，把其它資源和內(nèi)存等同卻是可以的），那就是循環(huán)引用。

A 內(nèi)存可以持有指向 B 內(nèi)存的引用， B 內(nèi)存也可以反過(guò)來(lái)持有 A 內(nèi)存的引用。循環(huán)引用導(dǎo)致內(nèi)存管理不可以用“是否有指向該內(nèi)存的引用”來(lái)區(qū)分一塊內(nèi)存是否可以回收。從而喪失了一個(gè)***的管理手段。但是在沒(méi)有循環(huán)引用的場(chǎng)合下，我們還是有非常簡(jiǎn)潔高效的管理方法的。那就是引用計(jì)數(shù)。

引用計(jì)數(shù)是在沒(méi)有循環(huán)引用場(chǎng)合下進(jìn)行內(nèi)存管理的***手段，它具有輕量、高效、即時(shí)、可控的優(yōu)點(diǎn)。而且在C++資源管理里，引用計(jì)數(shù)已經(jīng)非常成熟，只需要使用 boost.shared_ptr 或者其它非官方的引用計(jì)數(shù)指針庫(kù)就可以了，而且據(jù)悉 C++資源管理很可能把 boost.shared_ptr 納入標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。

引用計(jì)數(shù)的原則是，如果一個(gè)對(duì)象沒(méi)有別的指針或引用來(lái)指向它，那么這個(gè)對(duì)象就是可以釋放的。引用計(jì)數(shù)通?？梢蕴幚砟男﹫?chǎng)合的資源管理問(wèn)題呢？首先，對(duì)于單方向的資源管理，也就是多個(gè) A 的實(shí)體擁有 1 個(gè) B ，然而 B 并不會(huì)反過(guò)來(lái)依賴于 A （例如多個(gè)對(duì)象共享一個(gè)日志），引用計(jì)數(shù)是非常合適的。

其次，對(duì)于擁有反作用的場(chǎng)合，也就是 1 個(gè)或多個(gè) A 的實(shí)體擁有 1 個(gè)或多個(gè) B ，而 B 也擁有這些 A 的實(shí)體的引用，但是 B 的生存期仍然決定于 A 的生存期（例如父窗口擁有若干子窗口，子窗口也具有 parent 指針指向父窗口。

但是子窗口的生存期決定于父窗口的生存期），這個(gè)時(shí)候 A 可以對(duì) B 使用引用計(jì)數(shù)指針，而 B 可以對(duì) A 使用原生的普通指針，同樣的可以很好的解決問(wèn)題。 現(xiàn)在所剩下的，就只有生存期的循環(huán)依賴了。如果 AB 互相持有對(duì)方的引用，而且 AB 互相的存在都依賴于對(duì)方，這樣引用計(jì)數(shù)就無(wú)法解決了。

但是如果仔細(xì)想一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種情況在C++資源管理里幾乎不可能存在。生存期循環(huán)依賴只有 2 種后果，要么 A 和 B 的析構(gòu)函數(shù)里互相析構(gòu)（當(dāng)然就掛了），要么互相都不析構(gòu)（當(dāng)然就泄露了）。

而這兩種都是在正常編程中不會(huì)出現(xiàn)的情況。所以如果即使僅僅使用引用計(jì)數(shù)，我們也可以解決幾乎所有的資源管理問(wèn)題。 現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看 Java/C# 這樣的內(nèi)置 gc 的語(yǔ)言。這樣的語(yǔ)言由于使用了 gc ，就不可避免的放棄了析構(gòu)函數(shù)。為什么 gc 會(huì)和析構(gòu)函數(shù)產(chǎn)生沖突呢？

一個(gè) gc 一般會(huì)希望在進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候，整個(gè)過(guò)程是一個(gè)原子的，但析構(gòu)函數(shù)會(huì)破壞這一點(diǎn)，在釋放內(nèi)存的時(shí)候如果還要執(zhí)行代碼，那么難免會(huì)對(duì)整個(gè) gc 環(huán)境產(chǎn)生破壞性的影響。

由于沒(méi)有析構(gòu)函數(shù)，這些語(yǔ)言就不可能做到 RAII ，也就是說(shuō)，它們的C++資源管理所能夠管理的，也就僅僅只有內(nèi)存而已了。對(duì)于其他資源， Java 等就必須手動(dòng)釋放。雖然 C# 提供了 with 關(guān)鍵字來(lái)緩解這一問(wèn)題，但仍然無(wú)法徹底的解決。

關(guān)于如何對(duì)C++資源管理內(nèi)容分析研究就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。