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RAII 與Pimpl 源地址http://tech.uc.cn/?p=851

RAII

RAII是Bjarne Stroustrup教授用於解決資源分配而發明的技術，資源獲取即初始化。

RAII是C++的構造機制的直接使用，即利用構造函數分配資源，利用析構函數來回收資源。

咱們知道，在C/C++語言中，對動態分配的內存的處理必須十分謹慎。在沒有RAII應用的狀況下，若是在內存釋放以前就離開指針的做用域，這時候幾乎沒機會去釋放該內存，除非垃圾回收器對其管制，不然咱們要面對的將會是內存泄漏。

舉個例子來講明下RAII在內存分配方面的使用。

這是典型的C風格代碼，沒有應用RAII。
所以值得注意的是，destroy_bytearray必須在退出做用域前被調用。
然而在複雜的邏輯設計中，程序員每每要花大量的精力以確認全部在該做用域分配的ByteArray獲得正確的釋放。

相形之下，C++運行機制保證了棧上對象一旦即將離開做用域，其析構函數將被執行，給予了釋放資源的時間。注意，在堆分配的對象必須調用delete來結束其生命。

C++11 STL中的std::unique_ptr可用於控制做用域中的動態分配的對象。
譬如：

函數bar()只是增長了一行，但強壯了不少，函數bar()執行完或者有異常拋出時，holder總會被析構，從而ba或被delete。

下面是ByteArray的Ada實現：

-- lib.ads

    withinterfaces;

    withAda.Finalization;

    packagelib is

        typeuchars isarray(positive range<>)ofinterfaces.unsigned_8;

        typeuchars_p isaccessuchars;

        typeByteArray isnewAda.Finalization.Limited_Controlled withprivate;

        functionCreate(length:integer)returnByteArray;

    private

        typeByteArray isnewAda.Finalization.Limited_Controlled withrecord

            length:integer;

            data:uchars_p;

        endrecord;

        overriding

        procedureInitialize(This:inoutByteArray);

        overriding

        procedureFinalize(This:inoutByteArray);

    endlib;



    -- lib.adb

    withAda.Unchecked_Deallocation;

    packagebodylib is

        useAda.Finalization;

        functionCreate(length:integer)returnByteArray is

        begin

            iflength<0then

                put_line("Create");

                returnByteArray'(Limited_Controlled with length => length,

                       data=> new uchars(1..length));

            end if;

            return ByteArray'(Limited_Controlled withlength=>0,data=>null);

        endCreate;

        overriding

        procedureInitialize(This:inoutByteArray)is

        begin

            put_line("Initialize");

            this.length:=0;

            this.data:=null;

        endInitialize;

        overriding

        procedureFinalize(This:inoutByteArray)is

            procedurefree isnewAda.Unchecked_Deallocation(uchars,uchars_p);

        begin

            put_line("Finalize");

            if(this.data/=null)then

                free(this.data);

            endif;

        endFinalize;

    endlib;



    -- main.adb

    withlib;

    uselib;

    proceduremain is

        K:ByteArray:=Create(10240);

        C:ByteArray;

    begin

        null;

endmain;

– 輸出以下
./main
Create
Initialize
Finalize
Finalize

另外一種狀況是對I/O資源的處理，當咱們再也不使用資源時，必須將資源歸還給系統。
下面例子來自 wikipedia的RAII條目：

在write_to_file函數中，RAII做用於std::ofstream和std::lock_guard，從而保證了函數write_to_file在返回時，lock和file總會調用自身的析構函數，對於lock而言，它會釋放mutex，而file則會close。

Pimpl

Pimpl(pointer to implementation)，是一種應用十分普遍的技術，它的別名也不少，如Opaque pointer, handle classes等。

wikipedia上已經對其就Ada、C和C++舉例，這裏不做舉例。
我的認爲，Pimpl是RAII的延展，籍由RAII對資源的控制，把具體的數據佈局和實現從調用者視線內移開，從而簡化了API接口，也使得ABI兼容變得有可能，Qt和KDE正是使用Pimpl來維護API的一致性，另外也爲惰性初始化提供途徑，以及隱式共享提供了基礎。

我在設計代碼時也會考慮使用Pimpl，但不是必然使用，由於Pimpl也會帶來反作用，主要有兩方面

• Pimpl指針致使內存空間開銷增大

• 類型間Pimpl的訪問須要較多間接的指針跳轉，甚至還用使用friend''來提高訪問權限，如如下代碼中，Teacher能夠訪問Student的Context。
  

儘管如此，我我的仍是在面向開發應用的接口中會盡可能使用Pimpl來維護API和ABI的一致性，除非Pimpl會引發顯著的性能降低。