现代 C++ 入门： RAII 内存管 理 by 彭于斌（ github@archibate ） 往期录播： https://space.bilibili.com/263032155 PPT 和代码： https://github.com/parallel101/course 高性能并行编程与优化 - 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： OpenMP 与 Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 义，实现在另一个文件时！ C++ 思想： RAII （ Resource Acquisition Is Initialization ） 资源获取视为初始化，反之，资源释放视为销毁 C++ 除了用于初始化的构造函数（ constructor ） 还包括了用于销毁的解构函数（ destructor ） 离开 {} 作用域自动释放 手动释放 RAII ：避免犯错误 与 Java ， Python

2023 3 makers.f.dev@gmail.comOutline • Motivation • Overview • Patterns • Lifetime • Exceptions • RAII • Synchronization • Conclusions Francesco Zoffoli - Coroutine Patterns and How to Use Them - CppCon Them - CppCon 2023 16 Queue Thread foo()_1 Executor foo()_2Patterns • Lifetime • Exceptions • RAII • Synchronization Francesco Zoffoli - Coroutine Patterns and How to Use Them - CppCon 2023 17Lifetime - CppCon 2023 50RAII Different solutions for • Class hierarchies and members • Automatic variables Francesco Zoffoli - Coroutine Patterns and How to Use Them - CppCon 2023 51RAII – Classes Async

Acquisition Is Initialization (RAII) 79 RAII (Resource Acquisition Is Initialization)Resource Acquisition Is Initialization (RAII) 80Resource Acquisition Is Initialization (RAII) 81 ”Keep your resources operator Widget& operator=( Widget const& w ) { if( this == &w ) return *this; // RAII-based approach Widget tmp( w ); return *this; } // … }; Exception unsafe operator Widget& operator=( Widget const& w ) { if( this == &w ) return *this; // RAII-based approach Widget tmp( w ); *this = move(tmp); return *this; }

• 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 温馨提示： 1. 会用到第二讲（ RAII 与智能指针）里的知识 2. 课件中一部分代码是基于 C++17 的 个人认为， C++11 中很多特性， 其实可以看做是为了支持多线程而 顺带引入的……如 chrono 、移动 、 lambda 、 RAII…… 第 0 章：时间 C 语言如何处理时间： time.h • long t0 = 可以用 std::thread 类的成员函数 join() 来等待该进程结束。 std::thread 的解构函数会销毁线程 • 作为一个 C++ 类， std::thread 同样遵循 RAII 思想和三五法则：因为管理着资源， 他自定义了解构函数，删除了拷贝构造 / 赋 值函数，但是提供了移动构造 / 赋值函数。 • 因此，当 t1 所在的函数退出时，就会调用 std::thread

temperature); OVEN_ERR oven_get_temperature(OVEN_HANDLE handle, int* temperature);Not turning off? RAII to the rescue! typedef int OVEN_HANDLE typedef int OVEN_ERR OVEN_HANDLE oven_reserve_next_available(); oven_get_temperature(mHandle, *temperature); } private: OVEN_HANDLE mHandle; };Not turning off? RAII to the rescue! typedef int OVEN_HANDLE typedef int OVEN_ERR OVEN_HANDLE oven_reserve_next_available(); Oven(oven_reserve_next_available()); oven1.TurnOn(); oven1.SetTemperature(375);Not turning off? RAII to the rescue! typedef int OVEN_HANDLE typedef int OVEN_ERR OVEN_HANDLE oven_reserve_next_available();

replaced museum-piece abstract classes ;-) • synchronize_rcu() to rcu_synchronize() for consistency • RAII: rcu_reader to a Cpp17BasicLockable rcu_domain • Deleters may be invoked directly from a retire call this (more on this later) • Non-intrusive rcu_retire() (now in Linux kernel…) 39 © 2021. 40 RCU RAII Readers • As C++ developers might expect: void an_rcu_reader() { do_something_before_reader(); Attribution-ShareAlike license versions 3.0, 2.5, 2.0, and 1.0. 41 41 As RCU users might expect: © 2021. 42 RCU RAII Readers • As C++ developers might expect, but more succinctly: void an_rcu_reader() { do_

Compiler-Generated FunctionsCopyright © 2023 Andre Kostur Simple String - First RAII pass struct SString { SString(char const * cp) : data_(new char[strlen(cp) + 1]) { strcpy(data_ std::shared_ptr data_; }; 27Copyright © 2023 Andre Kostur Simple String - Second RAII pass struct SString { SString(char const * cp) : data_(new char[strlen(cp) + 1]) { strcpy(data_ std::unique_ptr data_; }; 28Copyright © 2023 Andre Kostur Simple String - Second RAII Copy Constructor struct SString { SString(SString const & rhs) : data_(new char[strlen(rhs

R.1: Manage resources automatically using resource handles and RAII (Resource Acquisition Is Initialization)Resource Management 76 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) C++’s most important 1: Manage resources automatically using resource handles and std::unique_ptr cannot be copied! RAII (Resource Acquisition Is Initialization)Resource Management 80 class Widget { public: // Guideline: Strive for the Rule of 0, but if it cannot be achieved (e.g. because the class implements RAII itself), follow the Rule of 5. Guideline: Design classes for easy change.85 Wednesday, October 27th

O’Dwyer 2020-09-18Outline ● What is a data race and how do we fix it? [3–12] ● C++11 mutex and RAII lock types [13–23] Questions? ● condition_variable [24–28] ● Static initialization and once_flag unlocked it. We should look for a way to follow RAII principles: Every “cleanup” action, including unlocking mutexes, should be done inside a destructor.RAII to the rescue! Token getToken() { management, just the same as a heap-allocated pointer or a locked mutex. ● So we should have an RAII type for it, right? ● C++20 gives us std::jthread (“joining thread”)... 54Bonus: C++20 std::jthread

• 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： has_value()) 等价 。 • 没错，这样看来 optional 是在模仿指针 ， nullopt 则模仿 nullptr 。但是他更安 全，且符合 RAII 思想，当设为 nullopt 时会自动释放内部的对象。 • 利用这一点可以实现 RAII 容器的提前 释放。和 unique_ptr 的区别在于他的 对象存储在栈上，效率更高。 variant ：安全的 union ，存储多个不同类型的值 有时候需要一个类型“要么存储 int ，要么存储 float” ，这时候就可以用 std::variant 。 • 和 union 相比， variant 符合 RAII 思想，更 加安全易用。 • 给 variant 赋值只需用普通的 = 即可。 • variant 的特点是只存储其中一种类型。 • tuple 的特点是每个类型都有存储。 • 请区分，根据实际情况选用适当的容器。