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C++ RAII 的用途及业务代码实现案例

news 2025/7/6 22:52:42

C++ RAII 的用途及业务代码实现案例

RAII 的核心概念

RAII (Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化) 是 C++ 的核心编程范式，其核心思想是：

资源获取与对象构造绑定
资源释放与对象析构绑定
利用 C++ 对象生命周期自动管理资源

RAII 的主要用途

确保资源释放：防止内存泄漏、文件未关闭等
异常安全：即使发生异常也能正确释放资源
简化代码：减少手动资源管理代码
线程安全：可用来管理锁等同步资源

普通业务代码中的实现案例

1. 文件操作管理

class FileHandler {
public:
    explicit FileHandler(const std::string& filename, const std::string& mode) {
        file_ = fopen(filename.c_str(), mode.c_str());
        if (!file_) {
            throw std::runtime_error("Failed to open file");
        }
    }

    ~FileHandler() {
        if (file_) {
            fclose(file_);
        }
    }

    // 禁用拷贝构造和赋值
    FileHandler(const FileHandler&) = delete;
    FileHandler& operator=(const FileHandler&) = delete;

    // 提供文件访问接口
    FILE* get() const { return file_; }

private:
    FILE* file_;
};

// 使用示例
void processFile() {
    FileHandler file("data.txt", "r"); // 文件自动打开
    
    // 使用文件...
    char buffer[100];
    fgets(buffer, sizeof(buffer), file.get());
    
    // 函数结束时文件自动关闭
}

2. 数据库连接管理

class DatabaseConnection {
public:
    DatabaseConnection(const std::string& connStr) 
        : conn_(connectToDatabase(connStr)) {}
    
    ~DatabaseConnection() {
        if (conn_) {
            disconnectFromDatabase(conn_);
        }
    }
    
    // 移动语义支持
    DatabaseConnection(DatabaseConnection&& other) noexcept 
        : conn_(other.conn_) {
        other.conn_ = nullptr;
    }
    
    DatabaseConnection& operator=(DatabaseConnection&& other) noexcept {
        if (this != &other) {
            if (conn_) disconnectFromDatabase(conn_);
            conn_ = other.conn_;
            other.conn_ = nullptr;
        }
        return *this;
    }
    
    void executeQuery(const std::string& query) {
        // 执行查询的实现
    }
    
private:
    DatabaseHandle* conn_;
    
    static DatabaseHandle* connectToDatabase(const std::string& connStr);
    static void disconnectFromDatabase(DatabaseHandle* conn);
};

// 使用示例
void processUserData() {
    DatabaseConnection db("host=localhost;user=admin");
    db.executeQuery("SELECT * FROM users");
    // 连接自动关闭
}

3. 业务事务管理

class BusinessTransaction {
public:
    explicit BusinessTransaction(const std::string& name) 
        : name_(name), committed_(false) {
        beginTransaction();
    }
    
    ~BusinessTransaction() {
        if (!committed_) {
            rollbackTransaction();
        }
    }
    
    void commit() {
        commitTransaction();
        committed_ = true;
    }
    
private:
    std::string name_;
    bool committed_;
    
    void beginTransaction();
    void commitTransaction();
    void rollbackTransaction();
};

// 使用示例
void transferFunds(int from, int to, double amount) {
    BusinessTransaction trans("FundTransfer");
    
    try {
        withdraw(from, amount);
        deposit(to, amount);
        trans.commit(); // 只有成功才提交
    } catch (...) {
        // 异常时自动回滚
        throw;
    }
}

4. 内存管理

template<typename T>
class SmartBuffer {
public:
    explicit SmartBuffer(size_t size) 
        : size_(size), data_(new T[size]) {}
    
    ~SmartBuffer() {
        delete[] data_;
    }
    
    // 禁用拷贝
    SmartBuffer(const SmartBuffer&) = delete;
    SmartBuffer& operator=(const SmartBuffer&) = delete;
    
    // 支持移动
    SmartBuffer(SmartBuffer&& other) noexcept 
        : size_(other.size_), data_(other.data_) {
        other.data_ = nullptr;
        other.size_ = 0;
    }
    
    T* get() const { return data_; }
    size_t size() const { return size_; }
    
private:
    size_t size_;
    T* data_;
};

// 使用示例
void processImage() {
    SmartBuffer<float> buffer(1024*1024); // 1MB缓冲区
    
    // 使用缓冲区...
    std::fill_n(buffer.get(), buffer.size(), 0.0f);
    
    // 自动释放内存
}