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动态内存管理及RAII的简单应用

news 2025/8/8 9:45:41

一.程序启动所关联的内存分区

二.动态内存的申请和释放

三.将RAII思想融入代码

四.RAII思想的简单应用

一.程序启动所关联的内存分区

.dll文件是Dynamic Link Library（动态链接库）文件的缩写，它是一种共享库文件，包含了程序所需的代码和数据。与静态链接库不同，动态链接库可以在程序运行时动态加载，使得程序的内存占用更小，同时也方便了程序的更新和维护。

程序启动时，系统会将exe主程序依赖的所有dill库文件加载到进程的代码段的内存区中，这些文件里存放的是可执行的二进制机器码，也就是汇编代码。

等到所有的dill模块都加载完毕后，才将exe主程序加载到进程空间，之后启动C/C++运行时库，然后给全局变量分配内存并执行全局变量的初始化操作，此处对应的是全局内存区，然后才会进入到main函数，程序启动。

当执行函数时，在当前线程栈内存上给函数的局部变量申请栈内存，如果执行的是malloc或者new的代码，申请的就是堆内存。

二.动态内存的申请和释放

在C/C++中，动态申请的内存是需要开发人员自己去管理的，即使用完毕后需要手动去释放，否则就会造成内存泄漏，产生严重bug。

三.C++中使用new去申请内存，用delete来释放内存

C++在支持malloc和free动态申请内存的基础上，新增new和delete两种方式，new主要是用来new出一个C++对象来，也就是在堆内存上申请一个C++对象的内存，不用时调用delete释放掉。

new一个C++对象时，不仅会在堆上申请内存，还会调用该对象的构造函数，具体来说，是先申请内存，再调用构造函数。

同样的，delete时，会调用该对象的析构函数，具体来说，是先调用析构函数，然后释放掉对象所占堆内存。

需要注意的是，new出来的对象不会自动调用析构函数，需要我们手动去delete。

三.将RAII思想融入代码

这样一来，如果程序很复杂，那delete就会很繁琐并且容易出错，所以，我们编程时就需要融入RAII(Resource Acquistion Is Intialization)思想。

当我们在main函数中声明一个局部对象的时候，会自动调用构造函数进行对象的初始化，当整个main函数执行完成后，自动调用析构函数来销毁对象，整个过程无需人工介入，由操作系统自动完成；于是，很自然联想到，当我们在使用资源的时候，在构造函数中进行初始化，在析构函数中进行销毁。整个RAII过程我总结四个步骤：

a.设计一个类封装资源

b.在构造函数中初始化

c.在析构函数中执行销毁操作

d.使用时声明一个该对象的类

下面是基于RAII思想实现的一个简单的互斥锁。

四.RAII思想的简单应用

#include<pthread.h>
#include<iostream>class Mutex
{
private:/* data */pthread_mutex_t *_mutex;
public:Mutex(pthread_mutex_t *mutex);~Mutex();void Lock(){std::cout<<"Initialize Success"<<std::endl;pthread_mutex_lock(_mutex);}void UnLock(){std::cout<<"Delete Success"<<std::endl;pthread_mutex_unlock(_mutex);}
};Mutex::Mutex(pthread_mutex_t* mutex) :_mutex(mutex)
{}Mutex::~Mutex()
{}class LockGuard
{
private:Mutex _mutex;
public:LockGuard(pthread_mutex_t *mutex);~LockGuard();
};LockGuard::LockGuard(pthread_mutex_t* mutex) :_mutex(mutex)
{_mutex.Lock();
}LockGuard::~LockGuard()
{_mutex.UnLock();
}int main()
{pthread_mutex_t mutex;LockGuard lockGuard(&mutex);return 0;
}