写时复制技术实现

写时复制这种技术是非常常见的 比如linux里面的fork()函数 等等 我也来写一个简单的实现

优点:读时共享 在复制对象的时候非常快 而且节省内存

缺点:在多线程环境且多写多读的情况下 需要频繁的上锁 性能会非常低下 不如直接拷贝一份

上锁又分为两种

1.外部上锁

即 让使用者去上锁 而不是在函数内部上锁 这样的好处是使用者可以自由的上锁 但是会带来更大的编程难度 比如boost里的asio就需要外部上锁来保证线程安全

2.内部上锁

即 在函数内部上锁 肯定是能保证线程安全 但是这样的话 即使是在单线程环境下 你仍然要加锁 这样肯定是浪费了性能 所以我们一般不采用这种方式 内部上锁比如 智能指针的引用计数的实现便是内部上锁 程序员不需要考虑

类图如下所示

 

 接下来让我们来看代码吧

#include<string>
#pragma warning(disable:4996)
class listring
{
public:
	listring(const char* c="")
	{
		p_ref = new referenceControlBlock(c);
	}
	~listring()
	{
		p_ref->~referenceControlBlock();
	}
	listring(const listring& ref)
	{
		p_ref = ref.p_ref;
		p_ref->ref_count_++;
	}
	char& operator[](int index)//写时复制
	{
		if (p_ref->ref_count_ > 1)//触发写时复制
		{
			p_ref->ref_count_--;
			p_ref = new referenceControlBlock(p_ref->real_value_);
			return p_ref->real_value_[index];
		}
		else//仅有一个引用计数 不存在触发写时复制
		{
			return p_ref->real_value_[index];
		}
	}
private:
	//引用控制块 使用类内类来做引用控制块
	struct referenceControlBlock
	{
		int ref_count_{};
		char* real_value_{};
		referenceControlBlock(const char* c)
		{
			real_value_=new char[std::strlen(c)+1];
			strcpy(real_value_, c);
			ref_count_++;
		}
		referenceControlBlock(const referenceControlBlock* ref)
		{
			ref_count_++;
			real_value_ = ref->real_value_;
		}
		~referenceControlBlock()
		{
			ref_count_--;
			if (ref_count_ == 0)
			{
				delete[] real_value_;
			}
		}
	};
	referenceControlBlock* p_ref;
};

使用方法如下

listring li("fuck this");
listring liu(li);

使用后内存示意图

当使用以下语句发生写时复制时

liu[0] = 'c';

 内存示意图如下

 至此我们完成了写时复制的简单实现 

具体来说 如果是多读少写的情况下 使用这种方式是非常快的 比一开始就拷贝要快的多

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转载自blog.csdn.net/qq_16401691/article/details/128039083