Copy-on-Write策略在std::string中的历史与问题
为什么早期C++标准库实现中std::string采用Copy-on-Write(写时拷贝)策略？COW机制如何工作？为什么C++11后被弃用？它存在哪些线程安全和语义问题？
回答
编译有声
COW(写时拷贝)：多个string对象共享同一底层字符缓冲区，通过引用计数跟踪共享量。读操作共享，写操作(如operator[]返回非const引用)时先拷贝再修改。优点：减少大量字符串拷贝(尤其传参)。存在问题：1)线程安全—引用计数需要原子操作，性能下降严重；2)语义违反C++11要求——C++11规定operator[]返回的引用/迭代器在下次修改前必须有效，但COW的写时拷贝会使已有引用失效；3)非const的operator[]无法区分读/写意图，只能假设为写操作触发拷贝；4)多线程环境下大量原子操作甚至超过拷贝开销。C++11标准明确要求string不能是COW实现。现代方案：SSO(短字符串) + 非共享分配(长字符串)。