前敘

From Java to C++ 第一篇
From Java to C++ 第二篇
From Java to C++ 第三篇
在前面三篇中酣栈，從快速入門岸裙，再細(xì)節(jié)到C++實(shí)參傳遞特點(diǎn)，這次我們從最最基礎(chǔ)，恰巧也是最最重要的部分鼻疮，內(nèi)存管理，為什么說它重要呢设易？因?yàn)樵贑++中并沒有提供像Java一樣的完善的垃圾回收機(jī)制芥吟，就算有也是比較簡單的，并不能作為完美的依靠夫啊，但恰巧是因?yàn)殚_發(fā)可以自己控制內(nèi)存函卒，來達(dá)到更加高效的內(nèi)存管理，雖然現(xiàn)在這個(gè)年代好像說內(nèi)存并不那么的重要撇眯，所以來讓Java报嵌、Python這種語言火了起來，說白了它們就是用空間換時(shí)間熊榛，但是作為一個(gè)追求完美的內(nèi)存管理者锚国，我們不光追求更短的時(shí)間，也在追求更小的空間来候，這些就離不開C或者C++跷叉，我們都知道Java中的堆棧，其實(shí)Java作為C++的后繼語言，它其實(shí)就是借鑒了C++的做法云挟，但C++中有RALL梆砸，是C++所特有的資源管理方式，下面我們先來學(xué)習(xí)下這三個(gè)概念园欣。

棧

在內(nèi)存管理下帖世，它是函數(shù)調(diào)用過程中產(chǎn)生的變量，函數(shù)參數(shù)值沸枯、返回變量等的一塊內(nèi)存區(qū)域日矫，和棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似，遵循后進(jìn)先出的特點(diǎn)绑榴。在Java中棧（虛擬機(jī)棧哪轿、本地方法棧）是線程私有的內(nèi)存。其實(shí)棧的內(nèi)存管理很好理解翔怎，就是出棧后窃诉，隨之變量和對(duì)象都會(huì)被釋放，那它是如何釋放的呢赤套，我們來看個(gè)例子

棧.png

簡單類型的釋放應(yīng)該很簡單飘痛，如果是對(duì)象的話，它有構(gòu)造函數(shù)等容握，在釋放的時(shí)候其實(shí)就會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的析構(gòu)函數(shù)宣脉，哪怕發(fā)生了異常退出，C++內(nèi)存管理都會(huì)執(zhí)行對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)來釋放剔氏。所以你是不是了解了析構(gòu)函數(shù)的作用了呢塑猖？

堆

堆.png

如圖，你也看到了當(dāng)我們new的時(shí)候蠕嫁，其實(shí)內(nèi)存管理锨天，它經(jīng)歷了分配內(nèi)存，其實(shí)這塊內(nèi)存在分配和釋放時(shí)剃毒，還會(huì)考慮如下場(chǎng)景：

1. 內(nèi)存充足病袄，從可用的內(nèi)存里取出一塊合適大小的內(nèi)存
2. 內(nèi)存充足但可用內(nèi)存中沒有合適的大小，這里的情況其實(shí)內(nèi)存管理還會(huì)做一個(gè)操作就是合并未使用的內(nèi)存迟赃，為什么會(huì)是這樣呢陪拘？請(qǐng)看圖你就明白了

比如我要的內(nèi)存是4，其實(shí)這個(gè)狀態(tài)是夠用的纤壁，但不連續(xù)左刽，所以這種情況，就需要內(nèi)存管理來做整理酌媒，其實(shí)還好欠痴，由于C++有專門的內(nèi)存碎片管理機(jī)制，所以第二種情況也不用你管理什么秒咨，我們只關(guān)心正確的new和delete就行了喇辽。

3. 內(nèi)存不足時(shí)要從操作系統(tǒng)申請(qǐng)新的內(nèi)存

RALL

英文是Resource Acquisition Is Initialization，直譯是資源獲取即初始化雨席，完全不理解菩咨，這東西源于C++，其實(shí)Java中也有運(yùn)用陡厘，具體怎么用我也不知道抽米，感興趣的可以研究下。
它的來源：
比雅尼·斯特勞斯特魯普和安德魯·柯尼希在設(shè)計(jì)C++異常時(shí)糙置，為解決資源管理時(shí)的異常安全性而使用了它云茸。
RAII要求：
資源的有效期與持有資源的對(duì)象的生命期嚴(yán)格綁定，即由對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)完成資源的分配（獲劝埂）标捺，同時(shí)由析構(gòu)函數(shù)完成資源的釋放懊纳。在這種要求下，只要對(duì)象能正確地析構(gòu)亡容，就不會(huì)出現(xiàn)資源泄露問題嗤疯。
說了這么多你肯定也跟我一樣不懂，再現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)萍倡，RAII 依托棧和析構(gòu)函數(shù)身弊，來對(duì)所有的資源——包括堆內(nèi)存在內(nèi)——進(jìn)行管理，所以說它管理的東西可多了列敲，棧阱佛、堆以及其他資源吧。
在C++中戴而，棧上面是可以創(chuàng)建對(duì)象的凑术，但是棧內(nèi)存一般會(huì)很小，且它是一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域所意，不像堆一樣可以使用不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域淮逊，底層用鏈表構(gòu)成，在Window下扶踊，棧的大小是2MB泄鹏，Linux下，默認(rèn)椦砗模空間大小為8MB备籽，當(dāng)然也可以修改。所以分井，如果你將對(duì)象都創(chuàng)建的棧上车猬，而不用堆的內(nèi)存，那肯定是不夠的尺锚。
所以不管是參數(shù)珠闰，函數(shù)內(nèi)聲明的變量，還是返回值瘫辩，如果是對(duì)象的話伏嗜，我們大部分是依賴的引用或者指針，而引用的值和指針的值其實(shí)是放在堆里的伐厌。Java也是一樣阅仔。
為了能更好的理解RALL，我們先來看個(gè)例子

class TestRALL {
public:
    TestRALL() {
        std::cout << "TestRALL done" << std::endl;
    };

    ~TestRALL() {
        std::cout << "~TestRALL done" << std::endl;
    };

    void print() {
        std::cout << 1 << std::endl;
    }
};

TestRALL *createTest() {
    return new TestRALL();
}

void print() {
    auto ta = createTest();
    ta->print();
}

int main() {
    print();
    return 0;
}

執(zhí)行main后輸出如下：

TestRALL done
1

發(fā)現(xiàn)弧械，并沒有調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，意味著TestRALL對(duì)象一直在空民。如果我加入這么一行

void print() {
    auto ta = createTest();
    ta->print();
    delete ta;
}

打印

TestRALL done
1
~TestRALL done

其實(shí)我這里就是顯式的調(diào)用了delete刃唐，其實(shí)平時(shí)我們這樣用不科學(xué)羞迷，那我該如何做呢？再來看下面的例子

class TestRALL {
public:
    TestRALL() {
        std::cout << "TestRALL done" << std::endl;
    };

    ~TestRALL() {
        std::cout << "~TestRALL done" << std::endl;
    };

    void print() {
        std::cout << 1 << std::endl;
    }
};

TestRALL *createTest() {
    return new TestRALL();
}


class TRDelete {
public:
    explicit TRDelete(TestRALL *tr = nullptr) : tr_(tr) {}

    ~TRDelete() {
        delete tr_;
    }

    TestRALL *get() const { return tr_; }

private:
    TestRALL *tr_;
};

void print() {
    TRDelete trDelete(createTest());
    trDelete.get()->print();
}

int main() {
    print();
    return 0;
}

首先解釋個(gè)新東西：

explicit

構(gòu)造函數(shù)被explicit修飾后, 就不能再被隱式調(diào)用画饥，什么是隱式調(diào)用衔瓮？請(qǐng)看個(gè)例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class Point {
public:
    int x, y;
    Point(int x = 0, int y = 0)
        : x(x), y(y) {}
};

void displayPoint(const Point& p) 
{
    cout << "(" << p.x << "," 
         << p.y << ")" << endl;
}

int main()
{
    displayPoint(1);
    Point p = 1;
}

displayPoint就是隱式調(diào)用，看著是簡化了代碼的寫法抖甘，但為什么會(huì)不推薦呢热鞍？來自Effective C++，因?yàn)槿缦拢?br> 被聲明為explicit的構(gòu)造函數(shù)通常比其 non-explicit 兄弟更受歡迎, 因?yàn)樗鼈兘咕幾g器執(zhí)行非預(yù)期 (往往也不被期望) 的類型轉(zhuǎn)換. 除非我有一個(gè)好理由允許構(gòu)造函數(shù)被用于隱式類型轉(zhuǎn)換, 否則我會(huì)把它聲明為explicit. 我鼓勵(lì)你遵循相同的政策衔彻。
回過頭來看上面的TRDelete薇宠，在它的析構(gòu)函數(shù)中，我們delete TestRALL艰额，在print函數(shù)執(zhí)行完后澄港，我們并沒有執(zhí)行delete trDelete 那它為什么會(huì)執(zhí)行TRDelete的析構(gòu)函數(shù)呢？哈哈其實(shí)很簡單柄沮，因?yàn)門RDelete并不是通過new創(chuàng)建的回梧，無需delete，它在函數(shù)出棧的時(shí)候祖搓，自然會(huì)調(diào)用到TRDelete自己的析構(gòu)函數(shù)狱意，這就是RALL的一個(gè)基本用法。其實(shí)還有更加智能的用法拯欧，以后我們?cè)賹W(xué)習(xí)討論详囤。

簡單總結(jié)

這次我們對(duì)棧、堆哈扮、RALL的內(nèi)存管理特點(diǎn)做了學(xué)習(xí)和練習(xí)纬纪，也知道了可以通過RALL對(duì)棧和堆的內(nèi)存統(tǒng)一管理的一個(gè)小用法，當(dāng)然我們學(xué)習(xí)要循循漸進(jìn)滑肉，一步一個(gè)juo印包各，歡迎你留言討論哈。