C++之在资源管理类中小心copying行为（14）---《Effective C++》

第一节 <背景>
条款13中讲到“资源取得的时机便是初始化时机”并由此引出“以对象管理资源”的概念。通常情况下使用std中的auto_ptr(智能指针)和tr1::shared_ptr(引数智能指针)作为管理资源的对象。
事实上，这种管理方法十分有效。但是，auto_ptr和tr1::shared_ptr只能管理基于堆(heap-based)的资源，而非heap-based的资源却往往不适合。
因此，有的时候你需要建立自己的资源管理类。本文介绍的内容是在你建立自己的资源管理类时应该注意的事项。

第二节 <正文>
我们知道在c api中处理mutex的互斥对象，有lock何unlock两个函数可用：

  void lock(mutex* pm);            // 锁定pm指向的互斥量
  void unlock(mutex* pm);          // pm指向的互斥量解锁

假设我们写了lock类来管理锁。

class  mutex{
public:
    mutex():count(0){}
public:
    int count;
};
void lock(mutex* pm){pm->count++;}
void unlock(mutex* pm){pm->count--;}
class lock
{
public:
    explicit lock(mutex* pm):mutexptr(pm)
    {lock(mutexptr);}          // 将mutexptr指向的互斥变量加锁
    ~lock(){unlock(mutexptr);} // 将mutexptr指向的互斥变量解锁
private :
    mutex * mutexptr;
};

上面代码满足raii(resource acquisition is initialization)原则即，资源在获取时既是初始化时，失去时既是清理时。
想象下面的场景时，程序的输出结果是什么。

1     mutex m;
2     cout << "mutex is " << m.count << endl;
3     lock m1(&m);
4     cout << "mutex is " << m.count << endl;
5     lock m2(m1);
6     cout << "mutex is " << m.count << endl;
7     m1.~lock();
8     cout << "mutex is " << m.count << endl;

输出结果为：

mutex is 0
mutex is 1
mutex is 1
mutex is 0

这是为什么呢？前两个0和1输出无可厚非，第三个的输出为拿m1作为实例对象去赋值给m2，操作对象为m1，不会直接影响m；第四个互斥量m的管理者m1被销毁了，那么m也就被解锁了。

在上面的例子中，m的值不断被变更，显然，这种资源的管理的方式是不合理的。

可能的解决方法:

1.禁止复制。禁止复制的做法具体的可参照条款6的说明。

class uncopyable {
public:
     uncopyable(){}
private:
     uncopyable(const uncopyable& ths) {
     }
};
class lock:private uncopyable {
    ...
}

2.使用引用计数智能指针:tr1::shared_ptr。

从条款13我们已经知道引用计数智能指针会跟踪使用该资源的所有对象数，计数为0时，资源会被删除。注意，这里删除互斥量m不是我们所期待的，我们期待是解锁互斥量

幸运的是tr1::shared_ptr允许自定义所谓的“删除”动作，该动作是在计数为0时执行的。于是类lock可以是下面的样子。

class lock
{
public:
     explicit lock(mutex* pm):mutexptr(pm,unlock)
     {lock(mutexptr.get());}          // 将mutexptr指向的互斥变量加锁
private :
     shared_ptr mutexptr;
};

有没有发觉貌似少了点东西？对，析构函数没有了。因为share_ptr会帮你完成这一工作。

3.复制管理对象时也复制所管理的资源。

请回头想一个问题：为什么需要自己的资源管理类？那么，可能的理由是当不需要某个资源时，资源能被正常释放（删除，其他动作）。资源存在多个复件并不可怕，可怕的是复件在该销毁的时候却没有销毁。也就是，管理对象与所管理的资源要一一对应。为了保证这种对应关系，在复制管理对象时也复制所管理的资源。

4.转移资源的管理权。

在某些特殊场合下，你可能希望资源只被一个对象拥有，也就是管理对象在copying时要进行资源所有权的转移。从条款13中讲到的auto_ptr可以完美的实现这个需求。

■总结
1.复制管理对象时，请一并复制对象所管理的资源，资源的copy行为决定了管理对象的copy行为
2.普遍的raii class的copy行为是抑制复制，使用引用计数。