31 July 2021 / NOTES

《Effective C++》读书笔记（六）

《 Effective C++ 改善程序与设计的 55 个具体做法》实现

“异常安全”

假设有个希望用于多线程环境的 class 如下：

class PrettyMenu
{
public:
    void changeBackground(std::istream &imgSrc);

private:
    Mutex mutex;
    Image *bgImage;
    int imageChanges;
}

它改变背景图像的 changeBackground 函数的一个可能实现如下：

void PrettyMenu::changeBackground(std::istream &imgSrc)
{
    lock(&mutex);
    delete bgImage;
    ++imageChanges;
    bgImage = new Image(imgSrc);
    unlock(&mutex);
}

但当 new Image(imgSrc) 抛出异常时，就不会执行 unlock 的调用，互斥器就会永远被把持住了；而且此时 bgImage 指向的是一个已删除的对象。这就导致了资源泄露和数据败坏，所以从“异常安全性”的角度来看，这个函数很糟，它没有满足“异常安全”的任何一个条件。

异常安全函数的三个保证

基本承诺：当异常被抛出时，程序内的任何事物仍然保持在有效条件下。
强烈保证：如果异常被抛出，程序状态不改变。即，如果函数成功，就是完全成功；如果失败则会回到调用函数之前的状态。
不抛掷保证：承诺绝不抛出异常，因为它们总是能够完成它们原先承诺的功能。

异常安全码 (Exception-safe code) 必须提供上述三种保证之一。如果没有，则它就不具备异常安全性。

为此，我们可以以对象管理资源、重新排列语句次序、使用 “copy and swap” 策略，如：

struct PMImpl
{
    std::tr1::shared_ptr<Image> bgImage;
    int imageChanges;
};
class PrettyMenu
{
    // ...
private:
    Mutex mutex;
    std::tr1::shared_ptr<PMImpl> pImpl;
};
void PrettyMenu::changeBackground(std::istream &imgSrc)
{
    using std::swap;
    Lock ml(&mutex);
    std::tr1::shared_ptr<PMImpl> pNew(new PMImpl(*pImpl));
    pNew->bgImage.reset(new Image(imgSrc));
    ++pNew->imageChanges;
    swap(pImpl, pNew);
}

与一开始的代码相比，首先导入了 Lock 类（详见读书笔记（四）），确保互斥器被及时释放。

然后使用了 reset 函数，使得 delete 只在 reset 函数内被使用，所以只有参数 new Image(imgSrc) 被成功生成之后才会被调用。

最后所有的修改都是在副本上，原对象保持未改变状态，待所有改变都成功后再进行置换。

《Effective C++》读书笔记（六）