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c++ - shared_ptr 内 string_view 的返回值优化

问题描述

很难用语言表达，所以我将直接跳入半伪代码。

我有一个下载功能（http GET），它在我的主代码中被多次调用。

std::string download_data(){
    std::shared_ptr<HttpResponse> response = some_http_client->send_request("some_link");
    return std::string(response->body()); // response->body() is a std::string_view.
}

http_client我正在使用的返回 a作为shared_ptr响应，这个响应（我排除了 HTTP 错误处理的代码，假设它是 200。）包含 a response->body()，它是 a std::string_view。

此代码工作正常，但是，我想确保每次调用/返回此函数时都不会复制下载的数据。

我的主要问题：

我考虑过或在旧版本代码中使用的东西：

这样做的正确方法是什么？

我的工具链：

Ubuntu 20.04 ( GLIBC 2.31), g++ 10.2, C++20.

标签： c++optimizationobject-lifetimereturn-value-optimization

解决方案

您的代码将使用 RVO。它返回一个与函数返回的类型相同的临时值，这是强制执行 RVO的情况之一。

当然，它仍然需要一份数据副本，作为string接受 astring_view作为参数的构造函数的一部分。

你不能仅仅通过string_view它自己。它只不过是一对指向别人数据的指针。根据您的代码，这几乎可以肯定是 拥有的数据response，在您可以使用string_view返回的数据之前，这些数据将过期。

你基本上有两个选择。您可以复制数据，也可以保留它。您当前的代码将其复制一次（感谢 RVO），因此对于这种情况，它是我们所能获得的理想选择。但是，还有另一种方法。我们可以返回一个指向字符串视图的“别名”共享指针。让您的函数返回 a std::shared_ptr<std::string_view>，我们将进行设置以使其正常工作。

的别名构造函数shared_ptr<T>如下所示：

template <typename Y>
shared_ptr(const shared_ptr<Y>& custodian, T* ward)

它创建了一个shared_ptr，当取消引用时，它指向病房。但是，它“拥有”托管人，托管人可以是任何其他类型。在此共享指针被销毁之前，保管人不会被销毁。

要使用它，我们必须创建一个新类，该类包装一个shared_ptr<HttpResponse>和一个string_view引用该响应中数据的主体。我会命名它BodyCustodian以使命名尽可能一致。

struct BodyCustodian
{
    BodyCustodian(const std::shared_ptr<HttpResponse>& response)
    : response(response)
    , body(response->body()
    { }

    std::shared_ptr<HttpResponse> response;
    std::string_view              body;
};

现在，在您的代码中，您将希望创建其中一个BodyCustodian保留自己的对象response（以便主体后面的字符永不过期），并且 abody是您要返回的实际 string_view。我们构造其中一个，然后使用别名shared_ptr构造函数创建一个指向（只要保管人还活着就有效body的元素），它“拥有”保管人。BodyCustodian

std::shared_ptr<std::string_view>, download_data(){
    std::shared_ptr<BodyCustodian> custodian = std::make_shared<BodyCustodian>(some_http_client->send_request("some_link"));
    return std::shared_ptr<std::string_view>(custodian, &custodian->body);
}

这个共享指针拥有保管人（它使响应保持活动状态），因此body字符串视图仍然有效。

这种方法确实需要在堆上创建一个小对象（大小约为 6 个指针）。这通常很快，并且不依赖于正文的长度（这是您在复制到 std::string 时担心的问题）。我make_shared在这里使用以确保创建一个 ~6 指针大小的对象，而不是为 a 分配 ~4 个指针的空间BodyCustodian，然后为shared_ptr控制块分配 ~2 个指针的空间。 make_shared足够聪明，可以一起做。

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