如何应对RAII的资源等待

Question

我刚接触过C++，目前正在学习RAII (资源获取是初始化)模式。我很好奇如何处理他们需要等待的资源。

在Java中，可能要做的事情是：

MyClass obj = new MyClass();
new Thread(
    () -> obj.initialize(); // resource acquisition
).start()

...

if (obj.initialized()) {
    // Use object
}

换句话说，我们可以在后台进行时间密集型的资源获取.

我们如何在C++和RAII中做到这一点？或者这是RAII的限制？

Answer 1

RAII意味着资源由某个对象定义。理想情况下，该对象的构造函数获取资源，析构函数释放它。在对象有效的时间内，可以使用对象与资源进行交互。

如果一个资源“需要等待”，那么根据RAII的规则，这意味着您还没有一个表示该资源的对象。相反，您有一个表示将来可用的资源的对象。

这就是为什么C++称这种类型为std::future。它是一个模板，参数是正在等待创建的对象的类型。

从概念上讲，future只是将对象(或异常)从生成它(可能是异步)的代码块转发给接收方的一种方式。

现在给出您的示例，我们需要从initialize中删除MyClass，并使之成为一个返回MyClass实例的函数。它可以是MyClass的静态成员，也可以是名称空间范围内的函数。

所以代码本质上是这样的：

auto future = std::async(initialize);

...

if(future.wait_for(std::chrono::seconds(0)) == std::future_status::ready)
{
  MyClass resource = future.get(); //The `future` is now empty. Any exceptions will be thrown here.

  //use resource
}

Answer 2

当可能获得一个尚未准备好使用的对象时，RAII解决反模式问题。尤其是，您的Java代码有相同的反模式-- MyClass的用户很容易在构造对象之后忘记运行initialize方法。

当需要进行复杂初始化时，执行RAII的最简单方法是通过工厂方法。将可能不安全的构造函数设置为私有，并公开将为您构造和初始化对象的公共静态函数。特别是，如果您想同时运行初始化，没有什么可以阻止您将该工厂方法的返回类型转换为std::future或类似的方法。

关键是RAII的目的--不可能获得未初始化的资源。通过创建获取始终初始化资源的函数的唯一方法，您将获得RAII。