shared_ptr 内 string_view 的返回值优化

Question

很难用语言表达，所以直接跳一段半伪代码。

我有一个下载函数 (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.
}

我正在使用的http_client，返回一个shared_ptr作为响应，这个响应（我排除了HTTP错误处理的代码，假设它是200。），包含一个response->body()，它是一个@987654325 @。

此代码运行良好，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：

• 我使用的当前代码是否有返回值优化？ （有什么需要做的吗？）
• 如果没有，我可以直接返回return response->body(); 吗？函数返回后，shared_ptr 中的 string_view 是否有效？

我考虑过或在旧版本代码中使用的东西：

• 返回 std::string（另一个 http 客户端返回 std::string 作为正文）。
• 返回std::move。
• 不用写函数，只要把函数体调用这个函数的所有地方都替换掉，直接使用response->body，避免返回（我讨厌它）。

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。

Answer 1

您的代码将使用 RVO。它返回一个与函数返回类型相同的临时值，这是cases 之一，其中 RVO 是必需的。

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

您不能只通过 string_view 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 response 拥有的数据，在您可以使用返回的 string_view 之前，这些数据就会过期。

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。让您的函数返回一个std::shared_ptr<std::string_view>，我们将进行设置以使其正常工作。

shared_ptr<T> 的别名构造函数如下所示：

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

它创建一个shared_ptr，当它被取消引用时，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。在这个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，它包含一个 shared_ptr<HttpResponse> 和一个引用响应中数据的主体 string_view。我将其命名为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，您需要创建其中一个 BodyCustodian 对象，该对象拥有自己的 response（以便正文后面的字符永不过期）和一个 body 这是实际的string_view 你想返回。我们构造其中一个，然后使用别名shared_ptr 构造函数创建指向body 的指针（BodyCustodian 的一个元素，只要保管人还活着就有效），它“拥有”保管人。

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);
}

此共享指针拥有保管人（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）。我在这里使用make_shared 来确保我创建了一个~6 指针大小的对象，而不是为BodyCustodian 分配~4 个指针的空间，然后为shared_ptr 控制块分配~2 个指针的空间。 make_shared 很聪明，可以一起做。