swift 結(jié)構(gòu)體copy-on-write技術(shù)

在Swift中清笨,如果你具有較大的值類型對象或數(shù)據(jù)并且必須將其作為參數(shù)分配或傳遞給一個函數(shù)娩缰,則在性能方面復(fù)制它代價可能是非常昂貴的饭入,因為必須將所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)存中的其他位置惦积。Advice: Use copy-on-write semantics for large values胁住,蘋果建議當復(fù)制大的值類型數(shù)據(jù)的時候五芝,使用寫時復(fù)制技術(shù)痘儡,那什么是寫時復(fù)制呢?我們現(xiàn)在看一段代碼:

import Foundation

func print(address o: UnsafeRawPointer ) {
    print(String(format: "%p", Int(bitPattern: o)))
}

var array1: [Int] = [0, 1, 2, 3]
var array2 = array1

print(address: array1) //0x600000078de0
print(address: array2) //0x600000078de0

array2.append(4)

print(address: array2) //0x6000000aa100

我們看到當array2的值沒有發(fā)生變化的時候与柑,array1array2指向同一個地址谤辜,但是當array2的發(fā)生變化時,array2指向地址也變了价捧,很奇怪是吧丑念。

《Advanced Swift》關(guān)于寫時復(fù)制解釋的非常好:

在 Swift 標準庫中,像是 Array结蟋,Dictionary 和 Set 這樣的集合類型是通過一種叫做寫時復(fù)制 (copy-on-write) 的技術(shù)實現(xiàn)的脯倚。我們這里有一個整數(shù)數(shù)組:

var x = [1,2,3] 
vary=x

如果我們創(chuàng)建了一個新的變量 y,并且把 x 賦值給它時嵌屎,會發(fā)生復(fù)制推正,現(xiàn)在 x 和 y 含有的是獨立
的結(jié)構(gòu)體:

vary=x

在內(nèi)部,這些 Array 結(jié)構(gòu)體含有指向某個內(nèi)存的引用宝惰。這個內(nèi)存就是數(shù)組中元素所存儲的位置植榕。 兩個數(shù)組的引用指向的是內(nèi)存中同一個位置,這兩個數(shù)組共享了它們的存儲部分尼夺。不過尊残,當我 們改變 x 的時候,這個共享會被檢測到淤堵,內(nèi)存將會被復(fù)制寝衫。這樣一來,我們得以獨立地改變兩個 變量拐邪。昂貴的元素復(fù)制操作只在必要的時候發(fā)生慰毅,也就是我們改變這兩個變量的時候發(fā)生復(fù)制:

x.append(5) 
y.removeLast() 
x // [1, 2, 3, 5]
y // [1, 2]

這種行為就被稱為寫時復(fù)制。它的工作方式是扎阶,每當數(shù)組被改變汹胃,它首先檢查它對存儲緩沖區(qū) 的引用是否是唯一的婶芭,或者說,檢查數(shù)組本身是不是這塊緩沖區(qū)的唯一擁有者统台。如果是雕擂,那么 緩沖區(qū)可以進行原地變更;也不會有復(fù)制被進行。不過贱勃,如果緩沖區(qū)有一個以上的持有者 (如本 例中)井赌,那么數(shù)組就需要先進行復(fù)制,然后對復(fù)制的值進行變化贵扰,而保持其他的持有者不受影響仇穗。

作為一個結(jié)構(gòu)體的作者,你并不能免費獲得寫時復(fù)制的行為戚绕,你需要自己進行實現(xiàn)纹坐。當你自己的類型內(nèi)部含有一個或多個可變引用,同時你想要保持值語義時舞丛,你應(yīng)該為其實現(xiàn)寫時復(fù)制耘子。
為了維護值語義,通常都需要進行在每次變更時球切,都進行昂貴的復(fù)制操作谷誓,但是寫時復(fù)制技術(shù)
避免了在非必要的情況下的復(fù)制操作。

蘋果在Advice: Use copy-on-write semantics for large values中教我們怎么去使用 copy-on-write 技術(shù)吨凑。

我們使用class捍歪,這是一個引用類型,因為當我們將引用類型分配給另一個時鸵钝,兩個變量將共享同一個實例糙臼,而不是像值類型一樣復(fù)制它。

final class Ref<T> {
    var value: T
    init(value: T) {
        self.value = value
    }
}

然后恩商,我們可以創(chuàng)建一個struct包裝Ref

struct Box<T> {
    private var ref: Ref<T>
    init(value: T) {
        ref = Ref(value: value)
    }

    var value: T {
        get { return ref.value }
        set {
            guard isKnownUniquelyReferenced(&ref) else {
                ref = Ref(value: newValue)
                return
            }
            ref.value = newValue
        }
    }
}

由于struct是一個值類型变逃,當我們將它分配給另一個變量時,它的值被復(fù)制怠堪,而屬性ref的實例仍由兩個副本共享韧献,因為它是一個引用類型。

然后研叫,我們第一次更改兩個Box變量的值時,我們創(chuàng)建了一個新的ref實例璧针,這要歸功于:

guard isKnownUniquelyReferenced(&ref) else {
    ref = Ref(value: newValue)
    return
}

這樣嚷炉,兩個Box變量不再共享相同的ref實例。

為了提供高效的寫時復(fù)制特性探橱,我們需要知道一個對象是否是唯一的申屹。如果它是唯一引用绘证,那么我們就可以直接原地修改對象。否則哗讥,我們需要在修改前創(chuàng) 建對象的復(fù)制嚷那。在 Swift 中,我們可以使用 isKnownUniquelyReferenced 函數(shù)來檢查某個引 用只有一個持有者杆煞。如果你將一個 Swift 類的實例傳遞給這個函數(shù)魏宽,并且沒有其他變量強引用 這個對象的話,函數(shù)將返回 true决乎。如果還有其他的強引用队询,則返回 false。不過构诚,對于 Objective-C 的類蚌斩,它會直接返回 false。

比如我們想在一個使用struct類型的User中使用copy-on-write的:

struct User {
    var identifier = 1
}

let user = User()

let box = Box(value: user)
var box2 = box                  // box2 shares instance of box.ref

box2.value.identifier = 2 

Advice: Use copy-on-write semantics for large values
When to Use Value Types and Reference Types in Swift
Use Copy-On-Write With Swift Value Types

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末范嘱,一起剝皮案震驚了整個濱河市送膳,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌丑蛤,老刑警劉巖叠聋,帶你破解...
    沈念sama閱讀 216,402評論 6 499
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異盏阶,居然都是意外死亡晒奕,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,377評論 3 392
  • 文/潘曉璐 我一進店門名斟,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來脑慧,“玉大人,你說我怎么就攤上這事砰盐∶铺唬” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 162,483評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵岩梳,是天一觀的道長囊骤。 經(jīng)常有香客問我,道長冀值,這世上最難降的妖魔是什么也物? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,165評論 1 292
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮列疗,結(jié)果婚禮上滑蚯,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好告材,可當我...
    茶點故事閱讀 67,176評論 6 388
  • 文/花漫 我一把揭開白布坤次。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般斥赋。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪缰猴。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,146評論 1 297
  • 那天疤剑,我揣著相機與錄音滑绒,去河邊找鬼。 笑死骚露,一個胖子當著我的面吹牛蹬挤,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播棘幸,決...
    沈念sama閱讀 40,032評論 3 417
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼焰扳,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了误续?” 一聲冷哼從身側(cè)響起吨悍,我...
    開封第一講書人閱讀 38,896評論 0 274
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎蹋嵌,沒想到半個月后育瓜,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,311評論 1 310
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡栽烂,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,536評論 2 332
  • 正文 我和宋清朗相戀三年躏仇,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片腺办。...
    茶點故事閱讀 39,696評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡焰手,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出怀喉,到底是詐尸還是另有隱情书妻,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 35,413評論 5 343
  • 正文 年R本政府宣布躬拢,位于F島的核電站躲履,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏聊闯。R本人自食惡果不足惜工猜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,008評論 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望菱蔬。 院中可真熱鬧域慷,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,659評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽弛针。三九已至叠骑,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間削茁,已是汗流浹背宙枷。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,815評論 1 269
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留茧跋,地道東北人慰丛。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 47,698評論 2 368
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像瘾杭,于是被迫代替她去往敵國和親诅病。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 44,592評論 2 353

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容

  • 在Swift中粥烁,如果你具有較大的值類型對象或數(shù)據(jù)并且必須將其作為參數(shù)分配或傳遞給一個函數(shù)贤笆,則在性能方面復(fù)制它代價可...
    小涼介閱讀 8,574評論 2 30
  • Copy-on-Write技術(shù) Swift針對標準庫中的集合類型(Array、Dictionary讨阻、Set)進行優(yōu)...
    X_L_F閱讀 975評論 0 0
  • swift中芥永,我們在一個文件中定義結(jié)構(gòu)體和類并實現(xiàn)他的接口。 基礎(chǔ)知識 結(jié)構(gòu)體和類的比較 相同點: 屬性:保存數(shù)據(jù)...
    枯樹戀閱讀 1,480評論 0 0
  • 在面向過程的語言中,要想實現(xiàn)類似類的功能只能借助結(jié)構(gòu)體,其實從OC源碼也能看出來,類的組成本就是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體實現(xiàn)的...
    如風如花不如你閱讀 8,214評論 2 6
  • 對 Swift 學習 的一些總結(jié)學習文獻:Chris Eidhof. “Swift 進階” 類與結(jié)構(gòu)體的主要不同點...
    LiYaoPeng閱讀 1,203評論 7 5