Qt-自行实现隐式数据共享

概述

在使用QString，QByteArray等容器时，都会碰到一个名词隐式数据共享。说起来比较高大上，通俗一点就是写时复制(copy-on-write)，当两个对象共享同一份数据时通过浅拷贝实现数据块的共享，如果数据不改变，不进行数据的复制。而当某个对象需要改变数据时则执行深拷贝。

例子

此处验证QString的隐式数据共享：

...
QString s1 = "abcdefg";
QString s2 = s1;

// output will be the same
qDebug() << s1.constData();
qDebug() << s2.constData();

// this step makes a deep copy
s2[0] = 'A';

// output will be different
qDebug() << s1.constData();
qDebug() << s2.constData();

自行实现

需要自己实现隐式数据共享，可以依靠Qt提供的QSharedData和QSharedDataPointer。

// 数据实现
class TestData : public QSharedData
{
public:
    TestData() 
        : id(-1) 
    {
    }
    TestData(const TestData &other)
        : QSharedData(other),
        id(other.id),
        name(other.name) 
    { 
    }
    ~TestData() 
    {
    }

    int id;
    QString name;
};

// 类实现
class Test
{
public:
    Test()
    {
        d = new TestData;
    }
    Test(int id, const QString &name)
    {
        d = new TestData;
        setId(id);
        setName(name);
    }
    Test(const Test &other)
        : d (other.d)
    {
    }
    void setId(int id)
    {
        d->id = id;
    }
    void setName(const QString &name)
    {
        d->name = name;
    }

    int id() const
    {
        return d->id;
    }
    QString name() const
    {
        return d->name;
    }

private:
    QSharedDataPointer<TestData> d;
};

在Test这个类中，要注意这个数据成员d，其为QSharedDataPointer，所有对Test类数据成员的访问都通过这个指针的operator->()来操作。

对于写访问，operator->()会自动调用detach()，来创建一个共享数据对象的拷贝。

如果该共享数据对象的引用计数大于1的话，也可以确保向一个Test对象执行写入操作不会影响到其他的共享同一个TestData对象的Test对象。

类TestData继承自QSharedData，它提供了幕后的引用计数。

当无论何时一个Test对象被拷贝、复制或作为参数传值，QSharedDataPointer都会自动增加引用计数；反之，当一个Test对象被删除或超出作用域，引用计数会减少；当引用计数归零，该TestData会被自动删除。

在Test类的非const成员函数中，无论指针何时被解引用，QSharedDataPointer都会调用一次detach()以保证该函数作用在一份数据拷贝上。注意，在一个成员函数中，如果对指针进行了多次解引用，而导致调用了多次detach()，也只会在第一次调用时创建一份拷贝。

但在Test的const成员函数中，对指针的解引用不会导致detach()的调用。