lambda와 RAII 1

C++11 에서 도입된 lambda expression을 통한 RAII 구현 방식의 한 예와, 단위 전략을 통한 RAII 구현을 통해 장단점을 비교해보자.

Wiki: Resource Acquisition Is Initialization(RAII)는 scope 내의 정적으로 할당되는 객체의 생존 주기로 생성자와 소멸자가 쌍으로 호출되는 것을 사용하는 자원 관리 기법이다. 보통

• IO (열었으면 닫아야하니까),
• 메모리 (할당했으면 해제해야하니까, shared_ptr도 AddReference 했으면 ReleaseReference)
• Lock (Lock 걸었으면 Unlock 해줘야하니까)

등에서 사용된다.

본 글에서는 Lock을 사용하여 예를 들어보자.

class lock_t {
public:
    void lock();
    void unlock();
};

위와 같은 lock_t class가 정의되어 있다. 어떤 class에서 저 객체를 쓴다고 해보자.

class item_t;
typedef __int64 item_id_t;
typedef std::shared_ptr<item_t> item_ref;

class inventory_t {
public:
    item_ref find(item_id_t item_id);
private:
    lock_t lock;
    std::vector<item_ref> items;
};

item_ref inventory_t::find(item_id_t item_id) {
    lock.lock();
    auto iter = std::find(items.begin(), items.end(), find_item_by_id(item_id));
    if (iter != items.end())
        return (*iter);
    lock.unlock();
    return item_ref(NULL);
}

inventory가 가지고 있는 item에 대한 정보는 item의 vector로 관리하고 있다. 저 inventory 객체를 여러 Thread에서 접근한다고 하면, std::find()에 의해 vector를 순회하다가 접근 위반이 발생할 가능성이 있다. (한 thread 는 순회하고, 한 thread 는 vector 에 삽입/삭제할 경우) 따라서 lock을 사용하여 해당 container 를 보호해준다.

하지만 위 코드는 문제가 있다. lock을 사용하여 items로의 접근을 보호하지만, 실제 item을 찾은 다음 return 문을 수행하기 전에 unlock을 수행하지 않았기 때문이다. 이러한 문제는 find 함수가 좀만 길어지면, 혹은 조금만 신경을 쓰지 않게 되면 흔히 발생할 수 있는 문제이다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 정적 객체의 생존 주기를 활용한다.

class scope_lock_t {
public:
    scope_lock_t(lock_t* _lock) : lock(_lock) { lock->lock(); }
    ~scope_lock_t() { lock->unlock(); }
private:
    lock_t* lock;
};

멤버로 lock_t에 대한 pointer를 갖고, 생성자에서 lock()을 부르고 소멸자에서 unlock()을 부르도록 하는 scope_lock_t class를 설계한다. 그러면 코드가 아래와 같이 바뀐다.

item_ref inventory_t::find(item_id_t item_id) {
    scope_lock_t scope_lock(&lock);
    auto iter = std::find(items.begin(), items.end(), find_item_by_id(item_id));
    if (iter != items.end())
        return (*iter);
    return item_ref(NULL);
}

scope_lock_t 객체가 멤버 변수인 lock을 가지고 생성된다. 생성될 때 scope_lock_t의 생성자에서 lock() 함수가 불린다. 그리고 실제 로직이 아래에서 수행되고 inventory_t::find() 함수가 종료되는 시점, 즉 scope_lock_t 객체가 소멸되는 시점에 unlock() 함수가 불린다.

생성자와 소멸자는 해당 객체의 생성/소멸 시점에 컴파일러가 알아서 불러주므로, 위와 같이 scope_lock_t를 만들어 쓰면 중간에 return을 해도, goto를 해도, 1년 뒤에 코드를 고쳐도! lock-unlock쌍이 잘 맞게 된다. (객체 생성/소멸자와 goto 에 대한 이야기)