原則29:為“異常安全”而努力是值得的

我怎么發(fā)現(xiàn)最近記錄的這幾條原則的敘述內(nèi)容都很冗長無法一眼兩眼就能看懂扛芽。
作者首先從一個類似于從MFC取材的例子,就是更換背景色的一個功能牛哺,并且它是在多線程環(huán)境下工作的蟆豫。這個功能的具體實現(xiàn)首先加上互斥鎖,刪除舊背景溉跃,記錄圖像更改次數(shù)村刨,生成最新的背景圖片,去掉互斥鎖撰茎。然而嵌牺,這種步驟并不符合異常安全性。
因為作者說這種實現(xiàn)不符合異常安全性龄糊,而所謂的異常安全性逆粹,具體來講包括2個方面,它們是:
1炫惩、不泄露任何資源:上例很難做到僻弹,因為咋生成新的背景圖片這一步,如果出現(xiàn)異常诡必,程序就不會繼續(xù)往下執(zhí)行奢方,那么互斥鎖就永遠不會解鎖,那么占用的資源就會被釋放爸舒,那么就會造成資源泄露蟋字。
怎樣做到不泄露呢?條款14說過就是用資源管理類扭勉。這一點有點區(qū)別鹊奖,在不使用資源管理類時使用互斥鎖下圖這樣的:



而使用資源管理類機制之后是如下的情形:



Ml是Lock的一個對象,這樣它有自己的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)涂炎,這就避免了資源泄露忠聚,而且這不僅使程序較短而且還免去了寫unlock,降低了程序的復(fù)雜性也就有效地降低了出錯的可能性唱捣。
2两蟀、不允許數(shù)據(jù)被損壞:這個詞可以理解為數(shù)據(jù)的實際行為不符合數(shù)據(jù)預(yù)期的行為,而用于表征數(shù)據(jù)行為的值又沒有如實地反映數(shù)據(jù)的行為震缭。在本例中就是實際new的圖像并未成功赂毯,但是記錄更改次數(shù)的變量記錄了這次錯誤的new行為,而作為左值的指針實際指向的卻是空值。
那么如何處理數(shù)據(jù)敗壞呢党涕?需要做到3點烦感,1、基本承諾膛堤;2手趣、強烈保障;3肥荔、不拋擲異常保障绿渣。
1、基本承諾:在程序內(nèi)拋出異常前后程序內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)仍然保持有效燕耿,不被敗壞怯晕。
2、強烈保證:如果程序拋出異常缸棵,程序原正常狀態(tài)不改變。函數(shù)成功就完全成功谭期,不成功則會倒退回到原先正常的狀態(tài)堵第。
3、不拋擲異常保障:程序本身絕對不會拋出異常隧出。這種程序主要是針對內(nèi)置類型踏志。

關(guān)于第3點,作者舉了一個空白異常明細的函數(shù)胀瞪,如下圖所示:



所謂異常明細直到現(xiàn)在我所學的C++知識而言针余,我還不清楚它就是是指啥,但是從這張圖片來看它應(yīng)該是說throw()里面的參數(shù)吧凄诞。作者意在說明決定函數(shù)是否正確圆雁、高效、可移植的不是函數(shù)原型而是函數(shù)的具體實現(xiàn)帆谍。所以你要想使一個函數(shù)不拋出異常伪朽,那你就好好去實現(xiàn)吧。
異常安全碼汛蝙?這是個啥東東烈涮?它代表以上三中保障之一,你必須為你所寫的函數(shù)提供一個異常安全碼窖剑,到目前為止還沒有一個函數(shù)不需要異常安全碼坚洽。
再細化一下的話,你會發(fā)現(xiàn)提供那些不拋出異常的函數(shù)是很難做到的西土,所以異常安全碼的取值往往在前兩種情況讶舰,即,基本保障和強烈保障。其中最好的保障就是強烈保障绘雁,不過好像強烈保障中包含了基本保障橡疼。
再以本文中提供的例子進行解析。為了保證new的異常安全性作者推薦使用智能指針庐舟,而為了解決基本保障的問題作者決定調(diào)整語句次序欣除。具體在本例就是因為計數(shù)器是用來記錄背景圖像真的被變更了才加1的,所以它必須放在new語句下面而不是上面挪略,因為只有放在下面這個新的背景才是真的被new出來了历帚。
不過僅僅這樣做也會產(chǎn)生一個問題,那就是在new的過程中構(gòu)造函數(shù)仍然可能拋出異常杠娱,而這種異常仍然可能改變程序挽牢。在這里作者有提供了一種手段,那就是swap and copy方法摊求。道理很簡單禽拔,就是在原來對象的副本身上進行改變,如果改變沒問題就是用那個副本室叉,否則由于原來的對象還在那你還可以使用原來的對象睹栖。而又由于交換對象本身內(nèi)容費時又費力,所以在這里最好采用交換兩對象的指針茧痕,也就是以前提過的pimpl原則野来。很有特點的是,在智能指針中new對象是一個struct踪旷,這是由于struct的默認訪問屬性是private曼氛,當然還有其他的原因但是在這里我的認知還體會不到。
不過這還不足以提供強烈異常安全性保障令野。作者就此舉了一個例子舀患,那就是在一個函數(shù)中又調(diào)用了另外兩個函數(shù)的例子。不僅僅是在這兩個函數(shù)不提供異常安全性保障的情況下彩掐,就算是這倆函數(shù)都提供了異常安全性保障构舟,并且是強烈的異常安全性保障的情況下,仍然無法確保主調(diào)函數(shù)也是強烈異常安全的堵幽。因為這倆函數(shù)如果發(fā)生了異常狗超,它改動了非局部性的數(shù)據(jù),比如說數(shù)據(jù)庫朴下,即便這兩函數(shù)被恢復(fù)了回來努咐,但是外部的數(shù)據(jù)還是被改變了,那么其他的用戶就極有可能使用因發(fā)生異常而被改動的那些不應(yīng)該被改動的數(shù)據(jù)殴胧。
還有一個問題就是swap and copy策略的效率問題渗稍。因為這個策略是需要一個元對象的副本的佩迟,制作這個副本怎么著的也需要一定時間吧,如果原對象很大那你這個副本的制作時間花銷也小不了啊竿屹。因此從這一點來講任何時候都提供強烈的異常安全性保障是不切實際的报强,這時你只能提供基本保障了,但是這不是你不提供異常安全性保障的理由拱燃。
總結(jié)一下作者的觀點就是一下3點:
1秉溉、就是那三種異常安全性保障了;
2碗誉、強烈保障能通過swap and copy策略來實現(xiàn)召嘶,但是并不是所有場合都適用于強烈安全性保障;
3哮缺、函數(shù)的異常安全性等于函數(shù)內(nèi)部函數(shù)異常安全性保障中的最弱者弄跌。
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