Return shared_ptr 内 string_view 的值优化

Question

难以言表，直接上半伪代码

我有一个下载函数 (http GET)，在我的主代码中被调用了很多次。

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，return是一个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()，这是一个std::string_view.

此代码工作正常，但是，我想确保下载的数据不会在每次 调用/ returned 时被复制。

我的主要问题：

我当前使用的代码是否经过 return 值优化？（有什么需要做的吗？）
如果没有，我可以 return return response->body(); 吗？ shared_ptr 中的 string_view 在函数 return 之后有效吗？

我在旧版本代码中考虑或使用的东西：

返回 std::string（使用另一个 returned std::string 作为正文的 http 客户端）。
返回 std::move。
不用写函数，直接把函数体调用这个函数的地方全部替换掉，直接用response->body，避免return（我讨厌）。

正确的做法是什么？

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 returns 是与函数 returns 相同类型的临时变量，它是 cases 其中 RVO 是必需的之一。

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

您不能单独传递 string_view。它只不过是指向其他人数据的一对指针。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 returned 的 string_view 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，也可以保留数据。您当前的代码将它复制一次（感谢 RVO），因此它是我们在这种情况下所能得到的最理想的。但是，还有另一种方法。我们可以 return 一个指向字符串视图的“别名”共享指针。将您的函数 return 设为 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)

它创建了一个 shared_ptr ，当取消引用时，它指向病房。但是，它“拥有”可以是任何其他类型的保管人。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的 class 来包装一个 shared_ptr<HttpResponse> 和一个主体 string_view 来引用该响应中的数据。我将其命名为BodyCustodian，使命名尽可能保持一致。

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，它拥有自己的 response（这样正文后面的字符永不过期）和一个 body 这是你想要 return 的实际 string_view。我们构造其中之一，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，它就有效），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（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，并且不依赖于主体的长度（这是您在复制到 std::string 时担心的问题）。我在这里使用 make_shared 来确保创建一个 ~6 指针大小的对象，而不是为 BodyCustodian 分配 ~4 个指针大小的 space 然后再分配 ~2 个指针大小的 space 用于 shared_ptr 控制块。 make_shared 足够聪明，可以一起做。

Return shared_ptr 内 string_view 的值优化

Return value optimization for string_view inside shared_ptr

c++

optimization

object-lifetime

return-value-optimization