COW写时复制

1、Scott Meyers

、推荐我们，在真正需要一个存储空间时才去声明变量（分配内存），这样会得到程序在运行时最小的内存花销

2、执行到那才会去做分配内存这种比较耗时的工作，这会给我们的程序在运行时有比较好的性能写时才拷贝（Copy-On- Write）技术，是编程界“懒惰行为”——拖延战术的产物

#include <iostream> #include<string> #include<stdio.h> using namespace std; int main() {         string str1="hello world";         string str2=str1;         string str3=str2;         printf("str1 = %p ",str1.c_str());         printf("str2 = %p ",str2.c_str());         printf("str3 = %p ",str3.c_str());         str1[1]='X';         cout<<"after Copy-on-Write"<<endl;         printf("str1 = %p ",str1.c_str());         printf("str2 = %p ",str2.c_str());         printf("str3 = %p ",str3.c_str());         return 0; }

● string类中有一个私有成员，其实是一个char*，记录从堆上分配内存的地址，其在构造时分配内存，在析构时释放内存

● 因为是从堆上分配内存，所以string类在维护这块内存上是格外小心的

● string类在返回这块内存地址时，只返回const char*，也就是只读的

● const char* c_str() const;

● 如果要写，则只能通过string提供的方法进行数据的改写。

Copy-On-Write的原理是什么？

● Copy-On-Write一定使用了“引用计数”,必然有一个变量类似于RefCnt

● 当第一个string对象str1构造时，string的构造函数会根据传入的参数从堆上分配内存

● 当有其它string对象复制str1时，这个RefCnt会自动加1

● 当有对象析构时，这个计数会减1；直到最后一个对象析构时，RefCnt为0，此时，程序才会真正的Free这块从堆上分配的内存

string类在什么情况下才共享内存的？

1）以一个对象构造自己（复制构造函数）

只需要在string类的拷贝构造函数中做点处理，让其引用计数累加

2）以一个对象赋值（重载赋值运算符）

string类在什么情况下触发写时才拷贝?

● 在共享同一块内存的类发生内容改变时，才会发生Copy-On-Write

● 比如string类的 []、=、+=、+、操作符赋值，还有一些string类中诸如insert、replace、append等成员函数

Copy-On-Write时，发生了什么？

if  ( --RefCnt>0 ) {       
    char* tmp =  (char*) malloc(strlen(_Ptr)+1);       
    strcpy(tmp, _Ptr);       
    _Ptr = tmp;
}

引用计数RefCnt 大于1，表示这个内存是被共享的。

Copy-On-Write的具体实现是怎么样的？

string h1 = "hello"; string h2= h1; string h3; h3 = h2;

string w1 = "world"; string w2(""); w2=w1;

h1、h2、h3共享同一块内存, w1、w2共享同一块内存

Copy-On-Write的具体实现是怎么样的？

● String类创建的对象的内存是在堆上动态分配的，既然共享内存的各个对象指向的是同一个内存区，那我们就在这块共享内存上多分配一点空间来存放这个引用计数RefCnt

● 这样一来，所有共享一块内存区的对象都有同样的一个引用计数

解决方案：

当为string对象分配内存时，我们要多分配一个空间用来存放这个引用计数的值，只要发生拷贝构造或赋值时，这个内存的值就会加1。而在内容修改时，string类为查看这个引用计数是否大于１，如果refcnt大于1，表示有人在共享这块内存，那么自己需要先做一份拷贝，然后把引用计数减去1，再把数据拷贝过来