C++] RAII란?

1. RAII란?

RAII는 Resource acquisition is initialization의 약자로 직여해보면 "자원 흭득을 초기화한다."라고 해석이 됩니다.

즉, "흭득된 자원을 초기화 한다."라고 생각하시면 됩니다.

그럼 RAII는 뭐냐? 키워드냐? 클래스냐? 함수냐??

RAII는 C++설계 패턴중 하나인 키워드입니다.

이러이러한 식의 설계를 RAII라고 부르자고 된것입니다.

그럼 여기서 말하는 이러이러한 식의 설계는 무엇일까? 

동적인 프로그래밍을 위해 new라는 키워드를 사용해 힙 메모리에서 메모리를 할당받습니다.

할당 받는순간 해당 메모리의 resource를 프로그래머는 직접 관리하게 됩니다. 

해당 메모리 공간을 잘 활용한다면 정말 좋겠지만, 요놈의 실수, 예기치 못한 exception등...

다양한 이유로 인해 할당받은 메모리를 해제하지 못하고 Memory leak이 발생하게 됩니다.

뿐만 아니라 mutex의 lock에서도 발생할 수 있습니다.

이러한 문제들을 안전하게 관리하고자 만든 것들이 unique_ptr, shared_ptr, lock_guard 등...이 있습니다.

해당 클래스들은 함수가 끝나면, {}(중괄호)에서 벗어 난다면.... finally처럼 무조건 실행해줍니다.

이렇게 함수가 끝나면 무조건 실행을 보장해주는 클래스들의 기능적인 부분들을 통틀어 RAII라고 부르기도 합니다.

2. 예시

bool error() {

    return true;

}

void fnc() {

    int* c = new int[100];

//    std::unique_ptr<int> q(c);

    if (error()) return;    //알수 없는 error발생!!

    delete[] c;

}

int main() {

    fnc();

    printf("hi");

    _CrtDumpMemoryLeaks();

    return 0;

}

해당코드는 delete[] c를 만나기전에 함수가 return되는 예시 입니다.

fnc함수가 끝났음에도 불구하고 c에 할당된 메모리는 해제가 안됐습니다.

동일한 조건으로 RAII인 unique_ptr로 해보겠습니다.

bool error() {

    return true;

}

void fnc() {

    int* c = new int[100];

    std::unique_ptr<int> q(c);

    if (error()) return;    //알수 없는 error발생!!

    delete[] c;    //안써도 알아서 할당 해제를 해준다.

}

int main() {

    fnc();

    printf("hi");

    _CrtDumpMemoryLeaks();

    return 0;

}

unique_ptr로 했을 경우에는 fnc() 함수가 return됨과 동시에 메모리 해제가 된걸 확인할 수 있습니다.

또한 delete를 굳이 안해줘도 함수에서 벗어나면 자동으로 해제를 해주게 됩니다.

이러한 매커니즘을 RAII라고 하는 겁니다.

mutex의 lock()에서도 RAII를 찾아볼 수 있는데

void fnc() {

    std::mutex m;

    m.lock();

    sum += num;

    //m.unlock();

}

이렇게 .unlock()을 빼버리개 되면 해당 함수의 sum부분은 계속 lock()이 걸린체 실행되게 되고,

다른 Thread들은 해당 함수에 접근을 못하고 wait상태가 되며 프로그램에 심각한 버그를 야기할 수 있습니다.

아니면 .unlock()을 적어놔도 함수 중간에 exception이나 return될 수도 있죠.

때문에 std::unique_lock<std::mutex>나 std::lock_guard<std::mutex>를 통해 스마트 포인터와 같이 함수가 끝나면 자동으로 .unlock()을 해줄 수 있습니다.

void fnc() {

    std::mutex m;

    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);   

    //std::unique_lock<std::mutex> lock(m);

    sum += num;

}

이렇게 말이죠!!