读书笔记《Effective C++》条款14：在资源管理类中小心copying行为

条款13导入这样的观念：“资源取得时机便是初始化时机（RAII）”，并以此作为“资源管理类”的脊柱，也描述了auto_ptr和shared_ptr如何将这个观念表现在heap-based资源上。然而并非所有资源都是heap-based，对那种资源而言，像auto_ptr和shared_ptr这样的智能指针往往不适合作为资源管理者。既然如此，有时，需要我们建立自己的资源管理类。

例如，假设使用C API函数处理类型为Mutex的互斥器对象，共有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);//将互斥器解除锁定

为确保绝不会忘记一个被锁住的Mutex解锁，你可能会希望建立一个class用来管理互斥锁。这样的class的基本结构由RAII守则支配，也就是“资源在构造期间获得，在析构期间释放”：

class Lock {
public:
explicit Lock(Mutex* pm) : mutexPtr(pm) {
lock(mutexPtr);//获得资源
}
~Lock() {
unlock(mutexPtr);//释放资源
}
private:
Mutex* mutexPtr;
};

客户对Lock的用法符合RAII方式：

Mutex m;//定义需要的互斥锁
//...
{
Lock m1(&m);//锁定互斥锁
//...

}//在区块最末尾，自动解除互斥锁锁定

这很好，但如果Lock对象被复制，会发生什么？

Lock m1(&m);//锁定m
Lock m2(m1);//将m1复制到m2身上，这会发生什么呢？

这是某个一般化问题的特定例子。那个一般化问题是每一位RAII class作者一定需要面对的：“当一个RAII对象被复制，会发生什么？”大多数时候会选择以下两种可能：

1.禁止复制。许多时候允许RAII对象被复制并不合理。对一个像Lock这样的class这是有可能的，因为很少能够合理拥有“同步化基础器物”的复件（副本）。如果复制动作对RAII class并不合理，便应该禁止之。条款6有告诉如何做：将copying操作声明为private。

2.对底层资源祭出“引用计数法”。有时候我们希望保有资源，直到它的最后一个使用者（某对象）被销毁。这种情况下复制RAII对象时，应该将资源的“被引用数” 递增。shared_ptr便是如此。

通常只要内含一个shared_ptr成员变量，RAII class便可实现出reference-counting copying行为。如果前述的Lock打算使用reference counting，它可以改变mutexPtr的类型，将它从Mutex*改为shared_ptr<Mutex>。然而，shared_ptr的缺省行为是“当引用次数为0时删除其所指物”，那不是我们所要的行为。当我们用上一个Mutex，我们想要做的释放动作是解除锁定而非删除。

shared_ptr允许指定所谓的“删除器”（deleter），那是一个函数或函数对象，当引用次数为0时便被调用（此机能并不存在于auto_ptr——它总是将其指针删除）。删除器对shared_ptr构造函数而言是可有可无的第二参数，代码如下：

class Lock {
public:
explicit Lock(Mutex* pm)//以某个Mutex初始化shared_ptr
: mutexPtr(pm, unlock)//并以unlock函数为删除器
{
lock(mutexPtr.get());
}
private:
std::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;//使用shared_ptr替换raw pointer
};
请注意，本例的Lock class不再声明析构函数。因为没有必要。条款5说过class析构函数（无论是编译器生成的，或用户自定的）会自动调用其non-static成员变量（本例为mutexPtr）的析构函数。而mutexPtr的析构函数会在互斥器的引用次数为0时自动调用shared_ptr的删除器（本例为unlock）。

复制底层资源。复制资源管理对象时，进行的是“深度拷贝”。某些标准字符串类型是由“指向heap内存”之指针构成（那内存被用来存放字符串的组成字符）。这种字符串对象内含一个指针指向一块heap内存。当这样一个字符串对象被复制，不论指针或其所指内存都会被制作出一个复件。这样的字符串展现深度复制（deep copying）行为。

转移底部资源的拥有权。某些罕见场合下可能希望确保永远只有一个RAII对象指向一个未加工资源（new resource），即使RAII对象被复制依然如此。此时资源的拥有权会从被复制物转移到目标物。这是auto_ptr的复制意义。

Copying函数（包括copy构造函数和copy assignment操作符）有可能被编译器自动创建出来，因此除非编译器所生成的版本做了你想要做的事，否则你得自己编译它们。

要定：

1.复制RAII对象必须一并复制它所管理的资源，所以资源的copying行为决定RAII对象的copying行为。

2.普遍而常见的RAII class copying行为是：抑制copying、施行引用技术法（reference counting）。不过其它行为也都可能被实现。