如何处理 RAII 中的资源等待

Question

我是 C++ 新手，目前正在学习 RAII（资源获取即初始化）模式。我很好奇人们将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耗时的资源获取。

我们如何在 C++ 中使用 RAII 做到这一点？或者这是 RAII 的限制？

Answer 1

RAII 在可以获取尚未准备好使用的对象时解决反模式。特别是，您的 Java 代码存在相同的反模式 - MyClass 的用户很容易在构造对象后立即忘记运行 initialize 方法。

当需要进行复杂的初始化时，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为私有并公开一个 public 静态函数，该函数将为您构造和初始化对象。特别是，如果您想运行同时进行初始化，没有什么可以阻止您将该工厂方法的 return 类型转换为 std::future 或类似的类型。

关键要点是 RAII 的目的 - 必须不可能获取未初始化的资源。通过将唯一方法获取到始终初始化资源的函数中，您将获得 RAII。

Answer 2

RAII 表示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，而析构函数释放它。在对象有效期间，您可以使用对象与资源进行交互。

如果资源 "needs to be waited on"，那么根据 RAII 的规则，这意味着您还没有代表该资源的对象。相反，您有一个对象代表将来可用的资源。

这就是 C++ 调用此类型的原因 std::future。它是一个模板，参数是您正在等待其创建的对象的类型。

从概念上讲，future 只是一种将对象（或异常）从生成它的代码（可能是异步的）转发给接收者的方法。

现在给出你的例子，我们需要从 MyClass 中删除 initialize 并使其成为一个函数 returns a MyClass 实例。它可以是 MyClass 的静态成员，也可以只是一个命名空间作用域的函数。

因此代码基本上如下所示：

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
}

如何处理 RAII 中的资源等待

How to deal with Resource-waiting in RAII

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