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为"异常安全"而努力是值得的!
什么是异常安全?
所谓的"异常安全",往往值得是函数接口的异常安全,它要求函数满足两个条件:
异常抛出时:1、不泄露任何资源
2、不允许数据被破坏
异常安全分为哪些情况呢?
答:一共由三种情况。1、基本保证 2、强烈保证 3、nothrow保证
1、基本保证什么意思?
异常被抛出,所有数据仍然处于有效状态,对象处于内部的前后一致。但现实状态无法预料
2、强烈保证什么意思?
异常被抛出,如果成功,就是完全成功;如果失败,就回复到之前的状态
3、nothrow保证什么意思?
保证绝不抛出任何异常,总是能够成功。常作用域内置类型(int、指针等)
举例如下:
有个class用来表示带背景图案的GUI菜单,它希望用于多线程环境。
class Menu
{
public:void changeBackground(std::istream& imSrc); //改变背景
private:Mutex mutex; //互斥锁Image* bgImage; //背景图片int imageChanges; //背景改变次数
}void Menu::changeBackground(std::istream& imSrc)
{lock(&mutex);delete bgImage; // flag ++imageChanges;bgImage = new Image(imSrc);unlock(&mutex);
}
从异常安全性来看,这个函数很糟糕,一个条件都没有满足:
- (1)、假设 flag 处抛出异常,则原本对象的数据被破坏
- (2)、因为抛出异常,导致已经lock的互斥锁也没有释放,永远处于加锁状态
那么如何解决(1)的问题?
通过RAII手法,对资源进行封装的使用。
例如:
void Menu::changeBackground(std::istream& imSrc)
{Lock m(&mutex); //Lock包裹互斥锁delete bgImage; // flag ++imageChanges;bgImage = new Image(imSrc);
}
如何解决(2)的问题?
合理并巧妙的安排代码语句的顺序。
class Menu
{
public:void changeBackground(std::istream& imSrc); //改变背景
private:Mutex mutex; //互斥锁std::shared_ptr<Image> bgImage; //背景图片int imageChanges; //背景改变次数
}void Menu::changeBackground(std::istream& imSrc)
{Lock m(&mutex); //Lock包裹互斥锁bgImage.reset(new Image(imSrc)); //这里如果new失败,内部并不会改变原本的bgImage数据++imageChanges;
}
上述几乎已经能够达到强烈保证的要求了,但是唯独有一个点没有考虑到,如果Image的构造函数抛出异常,那么原本的istream的流数据状态已经发生改变,所以上述只能算是基本承诺!
那么有什么好的方法能够弥补这一缺陷呢?
通过copy-and-swap技术!
它的原理就是:
1、为打算修改的对象做出一份副本
2、对副本做相应需要的修改
3、将副本和原本的对象进行swap置换
注: 往往针对数据修改的swap,需要数据本身在一个类中,并且拥有这个类实例化的指针才行
举例:
struct PMImpl
{std::shared_ptr<Image> bgImage;int imageChanges;
}class Menu
{
public:void changeBackground(std::istream& imSrc); //改变背景
private:Mutex mutex; //互斥锁std::shared_ptr<PMImpl> pImpl;
}void Menu::changeBackground(std::istream& imSrc)
{Lock m(&mutex); //Lock包裹互斥锁std::shared_ptr<PMImpl> pNew(new PMImpl(*pImpl)); //1、拷贝副本pNew->bgImage.reset(new Image(imSrc)); //2、对副本修改++pNew->imageChanges;using std::swap;swap(pNew,pImpl); //3、进行swap置换
}
综上,这样基本上就达成了我们的强烈保证的目的了
结尾: 我是航行的小土豆,喜欢我的程序猿朋友们,欢迎点赞+关注哦!希望大家多多支持我哦!有相关不懂问题,可以留言一起探讨哦!
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